Resolución quiral

La resolución quiral , o resolución enantiomérica , ^{[ 1 ]} es un proceso en estereoquímica para la separación de una mezcla racémica en sus enantiómeros . ^{[ 2 ]} Es una herramienta importante en la producción de compuestos ópticamente activos , incluidos los fármacos . ^{[ 3 ]} Otro término con el mismo significado es resolución óptica .

El uso de la resolución quiral para obtener compuestos enantioméricamente puros tiene la desventaja de que necesariamente se desecha al menos la mitad de la mezcla racémica inicial. La síntesis asimétrica de uno de los enantiómeros es una forma de evitar este desperdicio.

El método más común para la resolución quiral implica la conversión de la mezcla racémica en un par de derivados diastereoméricos mediante la reacción con agentes derivatizantes quirales , también conocidos como agentes de resolución quiral . Los derivados se separan posteriormente mediante cristalización convencional y se convierten de nuevo en los enantiómeros eliminando el agente de resolución. El proceso puede ser laborioso y depende de las solubilidades divergentes de los diastereómeros, que son difíciles de predecir. A menudo se selecciona el diastereómero menos soluble y el otro se descarta o se racemiza para su reutilización. Es común probar varios agentes de resolución. La derivatización típica implica la formación de una sal entre una amina y un ácido carboxílico . Una simple desprotonación produce entonces el enantiómero puro. Ejemplos de agentes derivatizantes quirales son el ácido tartárico y la amina brucina . El método fue introducido (de nuevo) por Louis Pasteur en 1853 mediante la resolución del ácido tartárico racémico con (+)- cinchotoxina ópticamente activa .

En algunos casos, solo se requieren 0,5 equivalentes de un ácido o base quiral. ^{[ 4 ]}

Agentes de resolución comunes

El conjunto quiral consta de agentes resolutores ampliamente disponibles. Siempre son productos naturales o derivados de ellos. ^{[ 6 ]}

• Ácido tartárico , un ácido que forma sales diastereoméricas con aminas quirales.
• Tartrato de potasio y antimonio , un anión que forma sales diastereoméricas con cationes quirales. ^{[ 7 ]}
• Ácido mandélico , un ácido que forma sales diastereoméricas con aminas quirales. ^{[ 8 ]}
• Ácido canforsulfónico , un ácido que forma sales diastereoméricas con aminas quirales. También ácido 3-bromocanfor-8-sulfónico ^{[ 9 ].}
• 1-Feniletilamina , una base que forma sales diastereoméricas con ácidos quirales. ^{[ 10 ]} Se han demostrado muchas aminas quirales relacionadas. ^{[ 11 ]}

Mediante el proceso conocido como resolución espontánea , entre el 5 y el 10 % de todos los racematos cristalizan como mezclas de cristales enantiopuros. ^{[ 12 ]} Este fenómeno permitió a Louis Pasteur separar los cristales de tartrato de sodio y amonio levógiros y dextrógiros . Estos experimentos sentaron las bases de su descubrimiento de la actividad óptica . En 1882 demostró que, al sembrar una solución sobresaturada de tartrato de sodio y amonio con un cristal d en un lado del reactor y un cristal l en el lado opuesto, se formarían cristales de quiralidad opuesta en los lados opuestos del reactor.

También se ha demostrado la resolución espontánea con metadona racémica . ^{[ 13 ]} En una configuración típica, se disuelven 50 gramos de dl-metadona en éter de petróleo y se concentran. Se añaden dos cristales d- y l de tamaño milimétrico y, tras agitar durante 125 horas a 40  °C, se recuperan dos cristales d- y l grandes con un rendimiento del 50 %.

Otra forma de cristalización directa es la cristalización preferencial, también llamada resolución por arrastre de uno de los enantiómeros. Por ejemplo, los cristales semilla de (−)-hidrobenzoína inducen la cristalización de este enantiómero a partir de una solución de etanol de (±) -hidrobenzoína .

En la cromatografía de columna quiral, la fase estacionaria se vuelve quiral con agentes de resolución similares a los descritos anteriormente.

• Sheldon , Roger Arthur (1993). Quirotecnología: síntesis industrial de compuestos ópticamente activos . Nueva York, NY: Dekker. ISBN 978-0-8247-9143-8.