Ksztette Varga Istvn VEGYSZETILELMISZERIPARI KZPISKOLA CSKA varga ineobee

Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga. i@neobee. net

A kiralitás fogalma q. A tetraéderes elmélet szerint az sp 3 hibridállapotú szénatom a hozzá kapcsolódó atomokkal és atomcsoportokkal (szubsztituensek) együtt egy tetraéderes alakzatot képez úgy, hogy a szénatom a tetraéder középpontjában van, a szubsztituensei pedig annak csúcsaiban.

q. Ha a szénatomhoz négy különböző szubsztituens kapcsolódik, két különböző térbeli szerkezet alakulhat ki, amelyek nem hozhatók fedésbe egymással, és úgy viszonyulnak egymáshoz, mint a tárgy és tükörképe.

Azokat az alakzatokat (molekulákat), amelyek nem hozhatók fedésbe a tükörképükkel, királisaknak (aszimmetrikusaknak) nevezzük. A királis kifejezés görög eredetű, a görög kheir = kéz szóból keletkezett. (jobb és bal kezünk is királis).

Néhány királis molekula szerkezeti képlete: A királis vegyületek mindegyike optikailag aktív.

Az optikai aktivitás fogalma Ø Optikailag aktívnak nevezünk egy vegyületet, ha az oldata egy bizonyos szöggel elforgatja a polarizált fény rezgési síkját. A jelenséget optikai aktivitásnak nevezzük. ü Ha az elforgatás az óramutató járásának irányába történik, azt (+), ha pedig azzal ellentétesen, akkor (–) jellel jelöljük.

A polariméter A vegyületek optikai aktivitásának (az elforgatás szögének) mérésére szolgáló műszert polariméternek nevezzük.

A polariméter elkülöníti a végtelen számú síkban rezgő fény komponenseinek egyikét, ezt a királis vegyület oldatát tartalmazó mintacsövön átengedi és ezen lineárisan polarizált fény síkjának elfordulását méri.

A fajlagos forgatóképesség fogalma Az oldott anyagok forgatóképességét a fajlagos forgatóképességgel jellemzik. Ez azt a szöget α jelenti, amellyel a síkban polarizált λ hullámhosszúságú fény polarizációs síkja elfordul amikor keresztülhalad, a t hőmérsékletű 1 kg/m 3 koncentrációjú oldat 1 m vastag rétegén.

A fajlagos forgatóképességet a következő képlettel számíthatjuk ki a gyakorlatban is használt mértékegységekkel: α - a polarizásiós sík elforgatásának szöge fokban, l - az oldat rétegvastagsága dm-ben, c - a koncentráció g/100 cm 3. A fajlagos forgatóképességet a nátrium D vonalára (λ = 589, 3 nm) szokták vonatkoztatni.

A nátrium emissziós színképe D vonal (λ = 589, 3 nm)

Néhány optikailag aktív anyag fajlagos forgatóképességét a következő táblázat tartalmazza: Anyag oldószer fok t [°C] D 2 vitamin (kalciferol) λ [ nm ] aceton +82, 6 20 589, 3 kámfor etanol +54, 4 20 589, 3 -D-glükóz -D-fruktóz maltóz szacharóz L-borkősav koleszterin víz víz víz kloroform +52, 7 92, 4 +138, 5 +66, 41 +14, 1 39, 5 20 20 20 589, 3 589, 3 546, 1

Ha ismerjük a fajlagos forgatóképességet, és megmérjük az oldat forgatását (α), akkor kiszámíthatjuk az oldat koncentrációját a következő képlet szerint:

Enantiomerek v. Az enantiomerek egy királis vegyület két olyan térszerkezetű változatai, amelyek tükörképi viszonyban vannak. v A két tükörkép molekulát egymás antipódjának mondjuk.

A két optikai izomer fizikai tulajdonságai azonosak, de az egyik a polarizált fény rezgési síkját jobbra, a másik pedig balra forgatja el ugyanakkora szögben (13, 9°).

Az abszolút és relatív konfiguráció Ø A molekulát alkotó atomok és atomcsoportok térbeli elrendeződését konfigurációnak nevezzük. q. Az abszolút (valódi) konfiguráció a szubsztituenseknek a kiralitáscentrumra vonatkoztatott térbeli elrendeződését írja le.

• Az abszolút konfigurációt csupán kémiai módszerekkel lehetetlen megállapítani. • A relatív konfiguráció fogalma E. Fischertől származik (1891). Emil Fischer (1852 -1919) Fischer az egy kiralitáscentrummal rendelkező glicerinaldehidhez a Dszerkezetet rendelte hozzá, mert az OH-csoport jobb oldalon van, és a jobb latinul dexter. A másik antipódban, az OH-csoport bal oldalon van, ez az L-szerkezet (mert a bal latinul laevus).

A D- és az L- betű a két lehetséges enantiomer térszerkezet konfigurációjának megkülönböztetésére szolgál. Ez csak konvenció !

Ø Fischer önkényes választása abban állt, hogy a (+)- glicerinaldehidhez a Dszerkezetet rendelte hozzá, ma már tudjuk hogy ez megfelel a valóságnak, vagyis az abszolút konfigurációnak.