Resoluutio (kemia)

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Resoluutio tarkoittaa kemiassa erotusmenetelmää, jota käytetään puhtaiden enantiomeerien erottamiseen raseemisesta seoksesta.[1] Resoluutio perustuu joko enantiomeerien eirlaisiin kemillisiin johdannaisiin tai enantiomeereista johdettujen diastereomeerien erilaisiin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Resoluutiota käytetään laajasti keminteollisuudessa esimerkiksi lääketeollisuudessa enantiomeerien seokseen, vaikka kaikkien resoluutiomenetelmien huono puoli verrattuna asymmetriseen synteesiin on korkeintaan 50% saanto.[2][3][4]

Resoluutiomenetelmiä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Resoluutio kiteyttämällä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Naprokseenin synteesin viimeisessä vaiheessa (S)-naprokseeni erotetaan raseemisesta seoksesta kiteyttämällä se N-alkyyliglukamiinisuolana

Kiteytykseen perustuvassa menetelmässä raseemisessa seoksessa olevista enantiomeereistä muodostetaan diastereomeerinen seola. Happamien yhdisteiden kuten karboksyylihappojen erotuksessa käytetään enantiomeerisesti puhtaita emäksisiä yhdisteitä, tyypillisimmin optisesti aktiivisia amiineja. Tällaisia ovat muun muassa metyylibentsyyliamiini, brusiini ja kinkonidiini. Karboksyylihapoista voidaan muodostaa myös esteri, kun niiden annetaan reagoida optisesti aktiivisen alokoholin tai alkoksidin kanssa. Emäksisten orgaanisten yhdisteiden resoluutioon käytetään optisesti aktiivisia happoja kuten viinihappoa, mantelihappoa ja kamforisulfonihappoa. Eri enantiomeereista johdetut diastereomeerit eroasvat toisistaan. Niillä voi olla esimerkiksi erilainen sulamispiste ja liuokoisuus. Kiteytykseen perustuvassa resoluutiossa tyypillisesti halutusta enantiomeerista muodsotettu diastereomeeri on niukkaliukoisempi ja kiteytyy ulos liuottimesta. Toisesta enantiomeerista muodsotettu diastereomeerinen suola jää liuokseen. Resoluutiota kiteyttämällä käytetään muun muassa naprokseenin tuotannossa.[2][3][4]

Resoluutio kromatografisesti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Enantiomeerien erottaminen voidaan suorittaa käyttäen hyväksi korkean erotuskyvyn nestekromatografiaa eli HPLC-menetelmää. Tässä menetelmässä sekä paikallaanpysyvä faasi on kiraalinen ja vain tiettyä enantiomeeria. Eri enantiomeerit vuorovaikuttavat eri tavoin stationäärifaasin kanssa ja niiden retentioaika on erilainen. Näin ollen yhdisteen eri enantiomeerit kulkeutuvat kromatografiakolonnin läpi eri nopeuksilla ja erottuvat toisistaan. Resoluutio käyttäen HPLC-menetelmää soveltuu lähinnä laboratoriomittakaavaan.[3][4]

Kineettinen resoluutio[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kineettisessä resoluutiossa enantiomeerien eorttuminen perustuu niiden erilaisiin reaktionopeuksiin kiraalisen resoluutioreagenssin kanssa.[5] Kineettisissä resoluutioissa tyypillisimmin tarpeeton väärän stereokemian omaava enantiomeeri reagoi nopeammin kuin haluttu tuote, jolloin haluttu tuote jää reagoimattomana liuokseen ja voidaan erottaa. Kineettisissä resoluutioissa voidaan käyttää kiraalisia apuaineita, mutta teollisuudessa käytetyimpiä ovat entsyymit. Erityisesti amideja ja estereitä hajottavat hydrolaasit ovat yleisessä käytössä.[3][4]

General scheme for kinetic resolution.png

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Resolution in stereochemistry IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 6.5.2014. (englanniksi)
  2. a b Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren: Organic Chemistry, s. 322-325, 1133. Oxford University Press, 2012. ISBN 978-0-19-927029-3. (englanniksi)
  3. a b c d Donald T. Witiak & Allen T. Hopper: Pharmaceuticals, Chiral, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 6.5.2014
  4. a b c d Hans-Ulrich Blaser, Andreas Pfaltz & Helma Wennemers: Chiral Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2012. Viitattu 6.5.2014
  5. Kinetic resolution IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 6.5.2014. (englanniksi)