4.8 : Misturas racêmicas e resolução de enantiômeros

Uma mistura racêmica, ou racemato, é uma mistura equimolar de enantiômeros de uma molécula que pode ser separada usando sua interação única com moléculas ou meios quirais. As misturas racêmicas são indicadas pelo prefixo (±). Este 'descritor de rotação óptica' aplica-se a toda a solução de uma mistura racêmica, e não a um estereoisômero específico. Os enantiômeros normalmente têm as mesmas propriedades físicas e químicas. Portanto, eles não são facilmente separáveis. No entanto, os enantiômeros podem exibir propriedades diferentes quando interagem com meios quirais. Por exemplo, os enantiômeros de uma molécula podem interagir de maneira diferente com os receptores olfativos quirais em nosso corpo, de modo que cada enantiômero tenha um cheiro único.

Misturas racêmicas podem, portanto, ser separadas usando um processo único denominado resolução enantiomérica. Aqui, os enantiômeros reagem com um agente de resolução quiral para produzir diastereoisômeros. Esses diastereoisômeros podem ser facilmente separados e reconvertidos para obter moléculas enantiomericamente puras. Dependendo da estrutura molecular, a interação entre os agentes de resolução quiral e os enantiômeros pode ser covalente, iônica ou uma fraca interação intermolecular envolvendo forças de van der Waals. Contudo, algumas misturas racêmicas podem sofrer resolução espontânea sem a presença de um agente de resolução quiral. Por exemplo, a mistura racêmica de um álcool α-amino N-trifluoroacetilado em tetracloreto de carbono sofre resolução espontânea.

Os processos de resolução podem ser classificados, em geral, em resolução quiral e cinética. Em uma resolução quiral, a interação da mistura racêmica com um enantiômero puro forma diastereoisômeros. Estes são então separados devido à diferença em suas propriedades físicas. Na resolução cinética, a separação dos enantiômeros é baseada na diferença das velocidades de reação dos enantiômeros com um catalisador quiral. Ao contrário da primeira, a resolução cinética aproveita a diferença nas propriedades químicas dos materiais de partida na mistura racêmica.