الفصل الكيرالي

الفصل الكيرالي ، أو الفصل المتماثل ، ^{[ 1 ]} هو عملية في الكيمياء الفراغية لفصل المخاليط الراسيمية إلى متماثلاتها الضوئية . ^{[ 2 ]} وهو أداة مهمة في إنتاج المركبات النشطة ضوئيًا ، بما في ذلك الأدوية . ^{[ 3 ]} مصطلح آخر يحمل نفس المعنى هو الفصل الضوئي .

يُعدّ استخدام الفصل الكيرالي للحصول على مركبات نقية ضوئياً من عيوبه، إذ يتطلب بالضرورة التخلص من نصف المزيج الراسيمي الأولي على الأقل. ويُعتبر التخليق غير المتماثل لأحد المتماثلين الضوئيين وسيلةً لتجنب هذا الهدر.

تتضمن الطريقة الأكثر شيوعًا للفصل الكيرالي تحويل الخليط الراسيمي إلى زوج من المشتقات المتماثلة فراغيًا عن طريق تفاعلها مع عوامل الاشتقاق الكيرالية ، والمعروفة أيضًا بعوامل الفصل الكيرالية . تُفصل هذه المشتقات بعد ذلك بالتبلور التقليدي، ثم تُحوّل مرة أخرى إلى المتماثلات الضوئية عن طريق إزالة عامل الفصل. قد تكون هذه العملية شاقة وتعتمد على اختلاف ذوبانية المتماثلات الفراغية، وهو أمر يصعب التنبؤ به. غالبًا ما يُستهدف المتماثل الأقل ذوبانية، بينما يُتخلص من الآخر أو يُعاد تحويله إلى خليط راسيمي لإعادة استخدامه. من الشائع اختبار عدة عوامل فصل. يتضمن الاشتقاق النموذجي تكوين ملح بين أمين وحمض كربوكسيلي . ثم يؤدي نزع البروتون البسيط إلى الحصول على المتماثل الضوئي النقي. من أمثلة عوامل الاشتقاق الكيرالية حمض الطرطريك والأمين بروسين . تم تقديم هذه الطريقة (مرة أخرى) من قبل لويس باستور في عام 1853 عن طريق فصل حمض الطرطريك الراسيمي باستخدام (+)- سينكوتوكسين النشط بصريًا .

في بعض الحالات، لا يلزم سوى 0.5 مكافئ من حمض أو قاعدة كيرالية. ^{[ 4 ]}

عوامل الفصل الشائعة

تتكون مجموعة المواد الكيرالية من عوامل فصل متوفرة على نطاق واسع. وهي دائماً منتجات طبيعية أو مشتقة منها. ^{[ 6 ]}

• حمض الطرطريك ، وهو حمض يشكل أملاحًا متماثلة مع الأمينات الكيرالية.
• طرطرات البوتاسيوم الأنتيمونية ، وهو أنيون، يشكل أملاحًا متماثلة مع الكاتيونات الكيرالية. ^{[ 7 ]}
• حمض الماندليك ، وهو حمض يشكل أملاحًا متماثلة مع الأمينات الكيرالية. ^{[ 8 ]}
• حمض الكافور سلفونيك ، وهو حمض يشكل أملاحًا متماثلة مع الأمينات الكيرالية. يُعرف أيضًا باسم حمض 3-برومو كامفور-8- سلفونيك ^{[ 9 ].}
• 1-فينيل إيثيل أمين ، قاعدة تُكوّن أملاحًا متماثلة فراغيًا مع الأحماض الكيرالية. ^{[ 10 ]} وقد تم إثبات وجود العديد من الأمينات الكيرالية ذات الصلة. ^{[ 11 ]}

من خلال عملية تُعرف بالانفصال التلقائي ، تتبلور نسبة 5-10% من جميع المتماكبات الضوئية على شكل مزيج من البلورات النقية ضوئياً. ^{[ 12 ]} وقد مكّنت هذه الظاهرة لويس باستور من فصل بلورات طرطرات الصوديوم والأمونيوم ذات اليد اليسرى واليمنى . دعمت هذه التجارب اكتشافه للنشاط الضوئي . وفي عام 1882، أثبت أنه من خلال تلقيح محلول فوق مشبع من طرطرات الصوديوم والأمونيوم ببلورة من النوع d على أحد جانبي المفاعل وبلورة من النوع l على الجانب المقابل، ستتشكل بلورات ذات يد ضوئية متعاكسة على جانبي المفاعل.

وقد تم إثبات الفصل التلقائي أيضًا باستخدام الميثادون الراسيمي . ^{[ 13 ]} في تجربة نموذجية، يُذاب 50 غرامًا من dl-ميثادون في إيثر البترول ويُركّز. تُضاف بلورتان بحجم مليمتر واحد من كلٍّ من d وl، وبعد التحريك لمدة 125 ساعة عند 40  درجة مئوية، تُستخلص بلورتان كبيرتان من كلٍّ من d وl بنسبة 50%.

يُعد التبلور التفضيلي، أو ما يُسمى أيضًا بالفصل عن طريق انجراف أحد المتماثلين المرآويين، شكلاً آخر من أشكال التبلور المباشر . فعلى سبيل المثال، تحفز بلورات البذور من (−)-هيدروبنزوين تبلور هذا المتماثل المرآوي من محلول إيثانولي من (±) -هيدروبنزوين .

في كروماتوغرافيا العمود الكيرالي، يتم جعل الطور الثابت كيراليًا باستخدام عوامل فصل مماثلة كما هو موضح أعلاه.

• شيلدون ، روجر آرثر (1993). علم الكيمياء الضوئية: التخليق الصناعي للمركبات النشطة ضوئيًا . نيويورك، نيويورك: ديكر. ISBN 978-0-8247-9143-8.