ESTEREOISOMERIA. cis trans

Transcripción

1 ESTEREOISOMERIA Los isómeros son compuestos diferentes que tienen la misma fórmula molecular. Existen isómeros estructurales (confórmeros) que difieren debido a que sus átomos están unidos en orden diferente. Estos isómeros se clasifican en subcategorías (isómeros de cadena, de posición, de grupo funcional). Los estereoisómeros no son isómeros estructurales, sólo difieren en el arreglo de sus átomos en el espacio. Por ejemplo los isómeros cis y trans son estereoisómeros. Son isómeros debido a que tienen la misma fórmula molecular, no son isómeros estructurales debido a que tienen unidos los átomos en el mismo orden. Estos isómeros difieren únicamente en el arreglo de sus átomos en el espacio. cis trans Los estereoisómeros se pueden subdividir en: enantiómeros y diastereómeros o disteroisómeros. Los enantiómeros son estereoisómeros que son imágenes especulares entre sí. Los diasteroisómeros son estereoisómeros que no son imágenes especulares entre sí. En el caso del ejemplo son diastereómeros. El enantiomerismo sólo ocurre en aquellos compuestos cuyas moléculas son quirales. Una molécula quiral puede definirse como aquella que no se puede superponer con su imagen especular. El término quiral se usa para describir moléculas que se relacionan de la misma manera que la mano derecha e izquierda, es decir que son imágenes especulares y no se superponen. Muchos objetos son quirales, por ejemplo tuercas y tornillos o una hélice. Los objetos que son superponibles con sus imágenes son aquirales, por ejemplo calcetines. La quiralidad de las moléculas puede ser demostrada con el 2-butanol. Esta molécula posee dos enantiómeros o sea que existen dos diferentes moléculas de 2-butanol. Los enantiómeros tienen iguales propiedades físicas y químicas, ya que difieren muy poco en su estructura. Al construir el modelo del 2-butanol y su imagen vemos que no se sobreponen, por lo que representan moléculas diferentes, pero isoméricas. O O En vista de que no se sobreponen con su imagen especular, las moléculas de 2-butanol son enantiómeros. La posibilidad de que exista un par de enantiómeros nos la dan todas las moléculas que tienen un solo carbono quiral. Un carbono quiral es un átomo de carbono que tiene cuatro grupos diferentes unidos a él. En el 2-butanol el carbono quiral es el carbono 2, los cuatro grupos son O,, Me, Et.

2 Si existen dos o más grupos iguales unidos a un átomo tetraédrico, la molécula es superponible a su imagen especular y es aquiral. Un ejemplo de este tipo de moléculas es el 2- propanol, ya que tiene dos grupos metilo unidos al átomo central. Si construimos esta molécula encontramos que una estructura puede superponerse a su imagen especular. Por lo que no se puede esperar que existan enantiómeros del 2-propanol. El último camino para probar la quiralidad molecular es construir los modelos de la molécula y de su imagen especular y después intentar superponer los dos modelos. Si los dos modelos se superponen la molécula es quiral. Existen otros factores que ayudan a reconocer moléculas quirales. La presencia de un solo centro quiral es de gran ayuda. Otros factores que pueden ser usados se basan en ciertos elementos de simetría en la molécula. Una molécula será aquiral si posee: a) un plano de simetría, b) un centro de simetría o c) cualquier eje alterno n veces (n=non). Un plano de simetría (σ) se define como un plano imaginario que divide en dos una molécula, de manera que las dos mitades sean imágenes especulares entre sí. Un centro de simetría (i) es el punto dentro de un objeto tal que toda línea que se trace por él, une dos elementos del objeto iguales entre sí, opuestos y equidistantes. Finalmente un eje alterno o alternante de orden n (Sn) es un eje tal que cuando un objeto que lo posee es girado 360 o /n alrededor de dicho eje, reflejándosele luego sobre un plano perpendicular al eje, se obtiene un nuevo objeto indistinguible del original. Para no tener que construir los modelos y encontrar con mayor facilidad los elementos de simetría, se pasan los modelos de tres dimensiones a una estructura de dos dimensiones de manera que la línea horizontal representa uniones viniendo hacia nosotros fuera del papel, mientras las líneas verticales representan uniones que se alejan de nosotros atrás del plano del papel. Estas estructuras se conocen como proyecciones de Fisher. Las proyecciones de Fisher de deben tratar de manera diferente a los modelos para probar sus superponibilidad. Cualquier plano es superponible con su imagen especular, por lo tanto a estas fórmulas agregamos la restricción de que no pueden ser sacadas del plano del papel, tampoco pueden girarse 90 o, aunque sí 180 o. También se permite, dejando un grupo fijo, girar tres grupos en el sentido de las manecillas del reloj o en sentido inverso. Sin embargo, el intercambio de cualesquiera dos grupos convierte la molécula original en su enantiómero. Con estas restricciones, las proyecciones de Fisher se pueden usar en lugar de modelos para probar si una molécula es superponible con su imagen. Tales convenciones no pueden utilizarse en moléculas cuya asimetría proviene de cualquier otra cosa diferente a los carbonos quirales. Tales moléculas se deben analizar en tres dimensiones y no existen restricciones en el manejo de estos modelos. Los enantiómeros no son superponibles entre sí y sobre esta base concluimos que son compuestos diferentes. Mientras que los isómeros estructurales y los diasteroisómeros tienen puntos de ebullición y de fusión diferentes, los enantiómeros tienen todas sus propiedades físicas idénticas, Los enantiómeros difieren sólo cuando interaccionan con otras sustancias o fenómenos quirales. Un camino fácil de observar, por medio del cual los enantiómeros difieren entre sí, es

3 en su comportamiento hacia el plano de luz polarizada (este tiene propiedades quirales). Cuando una fuente de luz polarizada pasa a través de un enantiómero, el plano de luz gira. Además, los enantiómeros por separado giran el plano de luz en igual cantidad pero en direcciones opuestas. Debido a esto se dice que los enantiómeros son ópticamente activos. La luz es un fenómeno electromagnético y la oscilación de la luz de una fuente luminosa ocurre en todos los planos perpendiculares posibles a la dirección de la propagación. Cuando la luz ordinaria pasa a través de un polarizador, la luz que emerge de éste oscila en un solo plano. El aparato usado para medir el efecto de la luz polarizada sobre compuestos ópticamente activos es el polarímetro. Este consta de una fuente luminosa (lámpara de sodio), una lente polarizadora, un tubo para contener la sustancia en la fuente luminosa, un analizador y una escala para medir el número de grados que el plano de luz polarizada gira. Para detectar el máximo de brillantez de luz, se debe girar el eje del analizador en cualquier dirección. Si el analizador se gira en el sentido de las manecillas del reloj, la rotación (α) en grados será positiva, si es en el sentido contrario, la rotación es negativa. Una sustancia que gira el plano de luz polarizada en el sentido de las manecillas del reloj se le llama dextrorrotatoria y si lo hace en el sentido contrario se llama levorrotatoria. El último criterio para la actividad óptica es la quiralidad. Esta es una condición suficiente y necesaria. Este hecho ha sido utilizado como evidencia para la determinación de estructura de muchos compuestos. La cantidad de rotación (α) no es una constante para un enantiómero dado, depende de la longitud del tubo, la temperatura, el disolvente y concentración (para soluciones), presión (para gases) y de la longitud de onda de la luz utilizada. De seguro, las rotaciones determinadas para el mismo compuesto bajo las mismas condiciones, son las mismas. La longitud del tubo y la concentración determinan el número de moléculas en el camino del haz luminoso y α es lineal con esto. Por lo tanto se define un número llamado rotación específica [α] que es: donde α = rotación observada en grados l = longitud del tubo en dm. c = concentración en g/ml [ ] La rotación específica comúnmente se da con la temperatura y la longitud de onda de la siguiente manera: [α] 25. Estas condiciones deben ser duplicadas para comparar rotaciones ya 546 que no existe un camino para ponerlas en una fórmula. La expresión [α] D significa que la rotación fue medida con la luz D del sodio (589 nm). Se debe recalcar que aunque el valor de α cambia con las condiciones, la estructura molecular no cambia. Se debe notar que cualquier lectura sola en el polarímetro debe ser ambigua. La lectura digamos de 38 o puede ser también 218 o o 398 o o cualquier número de la α = α lc

4 forma 38 ± 180n grados, donde n es cualquier integrador. Sin embargo es relativamente sencillo determinar la lectura real midiendo otra muestra de la sustancia a diferente concentración o longitud del tubo. Por ejemplo si la lectura real es 38 o, una solución de un quinto de concentración dará el valor 7.6 o. Si la lectura correcta es 218 o, la nueva lectura será 43.6 o. Una molécula que contiene un solo átomo de carbono asimétrico (definido como un átomo unido a cuatro sustituyentes diferentes) siempre es quiral y por lo tanto es ópticamente activa. Sin embargo, la presencia de un carbono asimétrico no es condición suficiente ni necesaria para que exista actividad óptica, la actividad óptica puede presentarse en moléculas sin carbono asimétrico y algunas moléculas con dos o más átomos de carbono asimétricos son superponibles con su imagen especular y por lo tanto son inactivas. Los compuestos ópticamente activos pueden clasificarse en varias categorías: 1. Compuestos con un átomo de carbono asimétrico. Si existe solamente uno de tales átomos, la molécula debe ser ópticamente activa. No importa que tan pequeñas sean las diferencias entre los cuatro grupos. Br Br 2. Compuestos con otros átomos cuadrivalentes asimétricos. Cualquier molécula con un átomo tetraédrico con cuatro grupos diferentes será ópticamente activa. Atomos de esta categoría son: Si, Ge, N (sales cuaternarias o N-óxidos) y ciertos metales como Mn, Cu, Be, Zn, los cuales forman complejos tetraédricos. 3. Compuestos con átomos trivalentes asimétricos. Atomos con enlace piramidal deben presentar actividad óptica si el átomo está unido a tres grupos diferentes ya que el par de electrones no compartido es análogo a un cuarto grupo, necesariamente diferente a los otros. Esto se ha observado con compuestos en los cuales la inversión piramidal es muy lenta o está totalmente impedida como en las moléculas con nitrógeno en cabeza de puente. 4. Adamantanos con sustituyentes adecuados. Los adamantanos con cuatro sustituyentes diferentes en las cabezas de puente son quirales y ópticamente activos. Esta clase de moléculas es un tipo de tetraedro expandido y tiene las mismas propiedades de simetría que cualquier tetraedro. Me Br CO 2 5. Compuestos con átomos octaédricos conteniendo sustituyentes adecuados. Muchos iones metálicos, entre ellos Cu (III), Pt (IV) y el más común Co (III) forman compuestos de coordinación donde seis ligandos rodean al átomo central. Estos ligandos se encuentran en las esquinas de un octaedro. Si estos son diferentes, el compuesto teóricamente se puede resolver.

5 A E B F D C 6. Planos disimétricos perpendiculares debidos a rotación restringida. Ciertos compuestos que no contienen átomos asimétricos son quirales debido a que contienen una estructura que puede ser representada como: A B A B Para estos compuestos podemos dibujar dos planos perpendiculares, ninguno de los cuales puede ser bisectado por un plano de simetría. Los bifenilos que poseen cuatro grupos grandes en las posiciones orto no pueden girar libremente alrededor del enlace central debido a efecto estérico y si contiene los sustituyentes adecuados el compuesto puede ser quiral. NO 2 CO 2 CO 2 NO 2 Como los bifenilos, los alenos son quirales sólo si ambos lados son disimétricos. Estos casos son completamente diferentes del isomerismo cis-trans de compuestos con un solo enlace. En el caso cis-trans los cuatro grupos se encuentran en un plano, no son enantiómeros los isómeros y ninguno es quiral, mientras que en los alenos, los grupos están en dos planos perpendiculares y los isómeros son un par de enantiómeros ópticamente activos. 3 C C C C C 3 Otros tipos de compuestos con sistemas similares y que pueden ser quirales son los espiranos y compuestos con dobles enlaces exocíclicos. 7. Quiralidad debida a una forma de hélice. Se han preparado varios compuestos quirales debido a que su forma es helicoidal y por lo tanto están orientados hacia la derecha o hacia la izquierda. La molécula entera es comúnmente media hélice, pero esto no altera la posibilidad de que sean de mano derecha o izquierda

6 8. Quiralidad causada por rotación restringida de otros tipos. Dentro de estos compuestos se encuentran paraciclofanos, metalocenos, cadenanos y rotenanos, los cuales pueden ser ópticamente activos si están sustituidos adecuadamente. O 2 C CO 2 Fe(CO) 4 La rotación total del plano de luz polarizada que observamos para una solución de un compuesto ópticamente activo no sería observada si pasáramos el haz luminoso a través de una solución que contenga cantidades equimoleculares de los dos enantiómeros. En este caso cualquier orientación posible de una molécula se ve contrarrestada por la presencia de su enantiómero, por lo que debe ocurrir la cancelación de todas las rotaciones y la solución de la mezcla equimolecular de enantiómeros debe ser ópticamente inactiva. La mezcla equimolecular de enantiómeros se llama modificación racémica y no muestra rotación del plano de luz polarizada, por lo que se designan (±). Una mezcla racémica de 2- butanol debe indicarse como (±)-2-butanol o dl-2-butanol. Suponiendo que tenemos dos tubos, uno contiene (-)-ácido láctico y el otro el enantiómero (+). Cómo saber cual es cual? Los químicos de principios del siglo decidieron que esto no podía conocerse. Por lo tanto Rosanoff propuso que se seleccionara un compuesto como patrón y se le asignara una configuración arbitraria. El compuesto seleccionado fue el gliceraldehido debido a su relación con los azúcares. Al isómero (+) se le asignó la configuración I y fue marcado como D. El isómero (-) se designó como II y se marcó L. I CO O C 2 O D-(+)-gliceraldehido II CO O C 2 O L-(-)-gliceraldehido Una vez conocido un patrón, los otros compuestos se pudieron relacionar con él. Por ejemplo el (+)-gliceraldehido da ácido (+)-glicérico al oxidarse con go. CO O C 2 O D-(+)-gliceraldehido go CO 2 O C 2 O Acido D-(-)-glicérico Como es altamente improbable que cambie la configuración del átomo central, se puede concluir que el (+)-gliceraldehido tiene la misma configuración que el ácido (-)-glicérico y por lo tanto se marcó D. este ejemplo enfatiza que moléculas con la misma configuración no necesariamente giran el plano de luz polarizada en la misma dirección. Una vez que la configuración de los ácidos glicéricos fue conocida, fue posible relacionar otros compuestos con

7 cualquiera de estos y cada vez que un compuesto se relacionaba, otros se relacionaban a éste. De esta manera miles de compuestos se relacionaron directa o indirectamente al D- o L- gliceraldehido. En 1951 se hizo posible determinar si la suposición de Rosanoff era correcta. La cristalografía de rayos ordinaria es incapaz de distinguir entre un isómero D o L, pero utilizando una técnica especial, Bijvoet fue capaz de examinar tatrato de sodio y rubidio encontrando que la selección de Rosanoff era la correcta. A pesar del gran uso, al principio de D y L, el método tiene sus faltas. La designación D o L depende de a qué compuesto se esté relacionando. Se conocen ejemplos donde un enantiómero puede, después de cinco o seis etapas, relacionarse con un compuesto D y por cinco o seis etapas diferentes relacionarse con un compuesto L enantiómero del mismo compuesto. Debido a esto y a otros defectos, el sistema DL rara vez se utiliza, excepto para ciertos grupos de compuestos como carbohidratos y aminoácidos. El sistema DL fue reemplazado por el de Cahn-Ingold-Prelog, en el cual los cuatro grupos de un carbono quiral se arreglan de acuerdo a un juego de reglas de secuencia. 1. Los sustituyentes se numeran en orden creciente del número atómico del átomo directamente unido al carbono asimétrico. O 4 2 ó 3 CO 1 C 2 O 2 ó 3 2. Cuando dos o más átomos unidos al carbono asimétrico son los mismos, el orden lo determina el número atómico del segundo átomo. Si los dos átomos unidos al segundo átomo son los mismos, el tercer átomo es el que determina. O 4 3 CO 1 C 2 O 2 3. Todos los átomos excepto el hidrógeno se consideran con una valencia de cuatro. Donde la valencia es menor (nitrógeno, oxígeno o u carbanión) se usan átomos fantasmas para completar la valencia de cuatro. Estos átomos fantasmas tienen un número atómico de cero. Así el ligando N + Me es mayor que el NMe Un átomo de tritio es precedido por un átomo de deuterio y éste a su vez por uno de hidrógeno. Similarmente un 14 C es precedido por un carbono normal. 5. Dobles y triples enlaces se cuentan como si estuvieran divididos en dos o tres enlaces sencillos respectivamente.

8 C O C O 000 O 00 -C C C C 000 C C C 000 El número 0 (-C 000 ) denota un átomo fantasma. Se nota que en un doble enlace C=C los dos átomos se ven como si estuvieran unidos a dos átomos de carbono y que uno de los últimos se cuenta como si tuvieran tres átomos fantasmas. Una vez que se ha determinado el orden, la molécula es puesta de manera que el grupo con menor número en la secuencia esté lo más lejos del observador. Entonces si los otros grupos en orden decreciente están orientados en dirección de las manecillas del reloj, la molécula se designa como R y si están en sentido contrario se designa como S. Para el gliceraldheido II la configuración es S. Cuando un compuesto está escrito en la proyección de Fisher, la configuración puede determinarse fácilmente sin construir el modelo. Si el grupo de menor número atómico está en la vertical, la configuración es R si los otros tres grupos están en el sentido de las manecillas del reloj o S si lo están en el sentido contrario. O O 2 C CO (R)-gliceraldehido O OC C 2 O (S)-gliceraldehido Si el grupo menor no se encuentra en la vertical, se puede intercambiar simplemente con uno de los grupos, teniendo en cuenta que al hacer esto estamos invirtiendo la configuración del isómero. CO O inversión o O 2 C CO O C 2 O (S)-gliceraldehido Por lo tanto el compuesto original es el (R)-gliceraldehido. El sistema Cahn-Ingold-Prelog es fácil de aplicar en muchos casos. El llamar un enantiómero R o S no depende de correlaciones, pero la configuración debe ser conocida antes de aplicar el sistema y esto si depende de correlaciones. El sistema Cahn-Ingold-Prelog ha sido extendido a compuestos quirales que no contienen átomos quirales. Cuando una molécula tiene dos centros quirales, cada centro tiene su propia configuración. Cada centro puede ser clasificado R o S por el método de Cahn-Ingold-Prelog. Existen cuatro isómeros ya que cada centro puede ser R o S. Como una molécula puede tener solamente una imagen especular, sólo uno de los otros tres isómeros puede ser el enantiómero y los otros dos serán diastereómeros. Aunque cuatro es el número de isómeros común y máximo posible cuando el compuesto tiene dos centros quirales, algunos compuestos tienen menos. Cuando los tres grupos de un

9 átomo quiral son los mismos que en el segundo, uno de los isómeros llamado meso tiene un plano de simetría y es por lo tanto ópticamente inactivo, aunque tenga dos carbonos quirales. Por ejemplo el ácido tartárico O CO 2 O CO 2 O CO 2 O CO 2 CO 2 O O CO 2 par dl meso En muchos casos con más de dos centros quirales, el número de isómeros puede calcularse a partir de la fórmula 2 n, donde n es el número de centro quirales, aunque en algunos casos el número es menor debido a los meso. Un caso interesante es el 2,3,4-pentanotriol o cualquier molécula similar. El átomo de enmedio no es quiral cuando los carbonos 2 y 3 son R o S, pero es quiral cuando uno de ellos es R y el otro S. Tal carbono es llamado pseudo asimétrico. En este caso existen cuatro isómeros, dos de ellos meso y un par dl. C 3 O C 3 O S S S C 3 O O O O R O R O S O R C 3 C 3 C 3 O C 3 C 3 meso meso par dl par dl Estos isómeros son diferentes, las formas meso son superponibles y no existen otros isómeros. Dos diastereómeros que tiene diferente configuración en un centro quiral solamente, son llamados epímeros. En compuestos con dos o más centros quirales, la configuración absoluta debe determinarse por separado para cada centro asimétrico. El procedimiento más común es determinar la configuración en un centro y relacionar la configuración de ese centro con los otros de la molécula. El problema para nombrar los diferentes estereoisómeros aumenta cuando existen más de dos. Los enantiómeros se llaman por el mismo nombre distinguiéndose por R y S o D y L o (+) y (-). En años recientes ha sido costumbre escribir cada posición quiral por separado como R o S o en casos especiales usando otros símbolos. Por ejemplo en el caso de los esteroides los grupos de arriba del plano del anillo son designados β y aquellos de abajo α. R O O Cl O α-cloro-5-colesten-3β-ol Para muchos compuestos de cadena abierta se utilizan prefijos derivados de los

10 correspondientes azúcares y describen todo el sistema en lugar de cada centro por separado. Dos prefijos comunes son eritro y treo que se aplican a sistemas con dos carbonos quirales cuando dos de los grupos son el mismo y el tercero diferente. Y Y Y Z Z Z Y Z par dl eritro par dl treo El par eritro tiene dos grupos idénticos del mismo lado y si Y=Z tenemos un compuesto meso. El par treo los tiene en lados opuesto y si Y=Z tendremos todavía un par dl. Los compuestos cíclicos existen también en formas estereoisoméricas, por ejemplo el 1,2-ciclopentanodiol tiene dos carbonos quirales y existe en tres formas estereoisoméricas. O O O O O O par dl meso El compuesto trans existe como un par de enantiómeros y el cis es un compuesto meso, tiene un plano de simetría perpendicular al anillo. Para nombrar los compuestos que tienen más de un centro quiral se analiza cada centro por separado utilizando las reglas de secuencia y se decide si es R o S. Luego con ayuda de números se denota qué designación le corresponde a cada carbono. Me Br Br Et El orden de progresión para el carbono 2 es -Br, -CBrEt y C 3 y es en el sentido contrario a las manecillas del reloj por lo que el carbono 2 tiene la configuración S. Cuando se repite el procedimiento en el carbono tres encontramos que es R, por lo tanto se llama (2S,3R)- 2,3-dibromopentano. Como se ha mencionado, los enantiómeros poseen todas sus propiedades físicas iguales. Sin embargo, un par de enantiómeros puede ser separado por varios caminos, de los cuales la conversión a diastereómeros y la separación de estos por cristalización fraccionada es el más usado. En este método y en algunos de los otros, se pueden recuperar ambos isómeros, pero en algunos otros métodos es necesario destruir alguno. La separación de una modificación racémica en sus enantiómeros se cono ce como resolución. 1. Conversión a diastereoisómeros. Si la mezcla racémica a ser resuelta contiene un grupo carboxilo (y carece de un grupo fuertemente básico) es posible formar una sal con una base ópticamente activa. Como la base utilizada es por ejemplo la forma S, existirá una mezcla de dos sales con configuración SS y RS.

11 (R) (+) R-CO 2 (S) (-) R-CO 2 + (S) (-) R-N 2 (+) R-CO 2 (-) RN 3 (R) (S) + (-) R-CO 2 (-) RN 3 (S) (S) Aunque los ácidos son enantiómeros, las sales son diastereoisómeros y tienen propiedades diferentes. La propiedad más utilizada es la solubilidad diferencial. La mezcla de sales diastereoméricas se cristaliza en un disolvente adecuado. Como las solubilidades son diferentes, los cristales formados inicialmente serán ricos en un diastereómero. La filtración en este punto habrá llevado a cabo una resolución parcial. Desafortunadamente, la diferencia en solubilidades rara vez es lo bastante grande para permitir una separación total con una cristalización. Comúnmente se utiliza cristalización fraccionada y el proceso es largo y tedioso. Sin embargo, es el mejor método general conocido. Afortunadamente existen en la naturaleza bases ópticamente activas, entre las más utilizadas tenemos la brucina, efedrina, morfina y estricnina. Una vez separados los dos distereómeros, es fácil convertir las sales en ácidos carboxílicos y la base recuperada puede ser utilizada de nuevo. Muchas resoluciones se hacen sobre ácidos carboxílicos y cuando una molécula no contiene el grupo carboxilo, es convertida a un ácido antes de intentar su resolución. El principio de conversión a diastereoisómeros no está confinado sólo a ácidos carboxílicos, por lo que otros grupos pueden servir para acoplarse a un reactivo ópticamente activo. Bases racémicas pueden ser convertidas a sales diastereoméricas con ácidos activos. Los principales son los ácidos (+) y (-) tartáricos. Los alcoholes pueden ser convertidos a ésteres diastereoméricos, los aldehidos a hidrazonas, etcétera. Aún los hidrocarburos pueden ser convertidos a compuestos diastereoméricos de inclusión con el ácido deoxicólico o aún con urea. La urea es aquiral, pero su estructura de caja es quiral. Los éteres de corona quirales se han utilizado para separar mezclas de iones alquil y arilamonio enantioméricos, por la formación de complejos diastereoméricos. En este caso, la separación frecuentemente se simplifica por el hecho de que un diastereómero puede formarse mucho más rápidamente que el otro. Aunque la cristalización fraccionada es el método común más usado para la separación de diastereómeros, lo tedioso y el hecho de estar limitado a sólidos ha inducido a investigar otros métodos. La destilación fraccionada ha dado solamente limitadas separaciones, pero la cromatografía de gases y la cromatografía líquida preparativa han probado mayor utilidad y pueden suplantar a la cristalización fraccionada. 2. Absorción diferencial. Cuando una mezcla racémica se coloca en una columna cromatográfica, si la columna consiste de sustancias quirales, entonces en principio los enantiómeros deben salir de la columna a diferentes velocidades y deben ser separables sin haber sido convertidos a diastereómeros. Esto ha sido llevado a cabo en papel, columna y cromatografía de gases con buen éxito. La celulosa en el papel es de seguro quiral. Gil-Av y otros han llevado a cabo separaciones con cromatografía de

12 gases utilizando columnas empacadas con absorbentes quirales. En una variación de este método se utilizó un absorbente aquiral, pero la mezcla racémica fue mezclada con un compuesto ópticamente activo apropiado antes de la inyección. 3. Procesos bioquímicos. El compuesto quiral que reacciona a diferentes velocidades con dos enantiómeros puede estar en un organismo vivo. Por ejemplo una cierta bacteria puede digerir un enantiómero y el otro no. Este método es limitado ya que es necesario encontrar el organismo apropiado y además uno de los enatiómeros es destruido en el proceso. Sin embargo, cuando se encuentra el organismo apropiado, el método tiene un alto grado de resolución ya que los procesos biológicos son comúnmente muy selectivos. 4. Separación mecánica. Este es el método por el cual Pasteur probó que el ácido racémico era una mezcla de ácidos (+) y (-) tartáricos. En el caso del tartrato de sodio y amonio, los enantiómeros cristalizan separadamente, todas las moléculas (+) van en un cristal y todas las (-) en otro. Como los cristales tampoco son superponibles su apariencia es diferente y un critalógrafo diestro puede separarlos con pinzas o tenazas. Sin embargo, este es un método práctico rara vez utilizado, ya que se conocen pocos compuestos que cristalicen de esta manera. Una variación más útil del método es el sembrado de una solución racémica con algo que solo cause la cristalización de un enantiómero. Un ejemplo interesante de la técnica de separación mecánica fue reportada en la separación del heptaheliceno. Un enantiómero de este compuesto, el cual tiene incidentalmente la rotación de + 6,200 o, cristaliza espontáneamente de benceno. 5. Reactividad diferencial. Como los enantiómeros reaccionan con compuestos quirales a diferentes velocidades, algunas veces es posible efectuar una separación parcial deteniendo la reacción antes de que se complete. Este método es muy similar a la síntesis asimétrica. La más importante aplicación de este método es la resolución de alquenos racémicos por tratamiento con diisopinocamfenilborano. Como los alquenos no se convierten fácilmente a diasteroisómeros si no se encuentra otro grupo funcional, la luz circularmente polarizada ha sido utilizada para destruir selectivamente un enantiómero en presencia del otro. Cuautitlán Izcalli, Edo. de Mex. a 10 de junio de Jaime Mondragón Aguilar