Schindler József (BME-SZKTT)

Királis és akirális rokon szerkezetek szerepe az enantiomer felismerésben

Évfolyam
131. évfolyam (2025), 131. évfolyam 2-4. szám
DOI
10.24100/MKF.2025.02-04.131
Első szerző
Schindler József (BME-SZKTT)
Affiliációk
BME - Szerves Kémia és Technológia Tanszék

A kémiában rokon szerkezetű vegyületek, vagy izomerkeverékek elválasztásakor sokszor olyan módszert alkalmaznak, hogy a keveréket feloldják valamilyen oldószerben és azt egy harmadik vegyülettel reagáltatják. Ennek hatására a keletkezett új képződmény kiválik az oldatból. A szilárd fázis tartalmazza az egyik, a folyadékfázis a másik kiindulási vegyületet, vagy származékát. Ezt a módszert alkalmazta Pasteur is, amikor a racém borkősav (szőlősav) enantiomerjeit elválasztotta. A vizes oldathoz d-quinotoxint adott és a kikristályosodó d-quinotoxin-d-borkősav hexahidrátot leszűrve elkülönítette a borkősav két enantiomerét. Felismerte, hogy az enantiomereket csak egy idegen szerkezetű, optikailag aktív vegyülettel lehet megkülönböztetni. Azóta tudjuk, hogy az ilyen kristályos disztereomer szerkezetekre a szupramolekuláris szerveződés a jellemző, amit esetenként az oldószer molekulák beépülése is stabilizál. Felismerték továbbá, hogy ez a királis molekula a racém vegyület enantomerjeiből is előállítható és ez lehet a legkedvezőbb rezolválóágens. Holland kutatók felismerték azt is, hogy előnyős lehet több, egymással rokon szerkezetű rezolválóágens keverékének az együttes alkalmazása. Mások pedig azt találták, hogy egy adott rezolválóágenssel nem rezolválható racém vegyület, a vele rokon szerkezetű, de rezolválható racém vegyülettel keverve rezolválható lesz. Ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy az enantiomer-megkülönböztetés, vagyis a királis–királis felismerés igen kedvező lehet, ha a két enantimeren és a rezolválóágensen kívül legalább egy további királis vegyület is jelen van. Ez lehet a racém vegyülettel, vagy a rezolválóágenssel rokon szerkezetű. A kiralitás és a szerves kémiai molekulaszerveződés összefügg és ok-okozati öszszefüggéseket találhatunk. Ha a rezolválóágens keresésnél figyelembe vesszük azt, kölcsönhatásokat tervezhetünk, illetve a lehetőségeket nem szűkítjük le a véletlenszerű öszszemérésekre, akkor sokkal nagyobb eséllyel találhatjuk meg a választ a „Hogyan találjak rezolválóágenst a racém molekulámhoz?” kérdésre.

A fentiek ismeretében felmerül a kérdés, hogy előnyös-e, ha a keverék rezolválóágensek nemcsak egymással, hanem a racém vegyületekkel is rokon szerkezetűek. Kérdéses, hogy a diasztereomerbe beépülő kristályszolvát csak oldószer molekula lehet, vagy egyéb akirális vegyület is? Ha az oldószer molekulák helyett más akirális molekulák épülnek be a szupramolekuláris szerkezetbe, akkor kérdés, hogy ezek lehetnek-e rokon szerkezetűek a rezolválóágenssel, vagy a racém vegyülettel? Végezetül az egyik enantiomer és a másik optikai izomerből képzett, stabilabb diasztereomer elválasztásához szükséges–e egyáltalán oldószer, hiszen azt a desztillációs, szublimációs eljárások esetében legfeljebb csak az elválasztás előkészítéséhez használják. A diasztereomer komplexek és enantiomerek olvadékos elválasztásakor is csak a kristályosítás utáni műveletekhez alkalmaztak oldószert. Kérdés, lehetséges-e a racém vegyület és a rezolválóágens olvadékából a stabilabb diasztereomer kristályosodását követően a maradékban lévő enantiomer elválasztása, és keverék reagensek esetében is előnyös-e ez a módszer?

Munkáink során modellvegyületeken keresztül a fenti kérdésekre kerestük a választ. Arra törekedtünk, hogy egy-egy sorozat rezolválásakor lehetőleg azonos körülmények között dolgozzunk és így kimutathatók legyenek a származékok és keverékek viselkedésének hasonlóságai, vagy éppen az eltérései. Nem volt cél az egyedi rezolválások optimálása, a legkedvezőbb körülmények kimérése

A szám további közleményei