Resolución cinética
En química orgánica , la resolución cinética es un medio para diferenciar dos enantiómeros en una mezcla racémica . En resolución cinética, dos enantiómeros reaccionan con diferentes velocidades de reacción en una reacción química con un catalizador o reactivo quiral , lo que da como resultado una muestra enantioenriquecida del enantiómero menos reactivo. [1] A diferencia de la resolución quiral , la resolución cinética no depende de las diferentes propiedades físicas de los productos diastereoméricos, sino más bien de las diferentes propiedades químicas de los materiales de partida racémicos. Este exceso enantiomérico(ee) del material de partida sin reaccionar aumenta continuamente a medida que se forma más producto, alcanzando el 100% justo antes de que la reacción se complete por completo. La resolución cinética se basa en diferencias de reactividad entre enantiómeros o complejos enantioméricos. La resolución cinética es un concepto en química orgánica y puede usarse para la preparación de moléculas quirales en síntesis orgánica . Las reacciones de resolución cinética que utilizan reactivos y catalizadores puramente sintéticos son mucho menos comunes que el uso de resolución cinética enzimática en su aplicación hacia la síntesis orgánica, aunque se han desarrollado varias técnicas sintéticas útiles en los últimos 30 años. [2]
Louis Pasteur logró la primera resolución cinética informada . Después de hacer reaccionar tartrato de amonio racémico acuoso con un moho de Penicillium glaucum, volvió a aislar el tartrato restante y descubrió que era levógiro . [3] Los microorganismos quirales presentes en el molde catalizaron la metabolización de ( R , R ) -tartrato selectivamente, dejando un exceso de ( S , S ) -tartrato.
La resolución cinética por medios sintéticos fue informada por primera vez por Marckwald y McKenzie en 1899 en la esterificación de ácido mandélico racémico con mentol (-) ópticamente activo . Con un exceso de ácido racémico presente, observaron la formación del éster derivado del (+) - ácido mandélicopara ser más rápido que la formación del éster a partir del ácido (-) - mandélico. Se observó que el ácido sin reaccionar tenía un ligero exceso de ácido (-) - mandélico, y más tarde se demostró que el éster producía ácido (+) - mandélico tras la saponificación. La importancia de esta observación radicaba en que, en teoría, si se hubiera utilizado medio equivalente de (-) - mentol, se podría haber preparado una muestra altamente enantioenriquecida de (-) - ácido mandélico. Esta observación condujo a la resolución cinética exitosa de otros ácidos quirales, el comienzo del uso de la resolución cinética en química orgánica. [4] [5]
La resolución cinética es un método posible para diferenciar irreversiblemente un par de enantiómeros debido a (potencialmente) diferentes energías de activación. Si bien ambos enantiómeros están en el mismo nivel de energía libre de Gibbs por definición, y los productos de la reacción con ambos enantiómeros también se encuentran en niveles iguales, la energía del estado de transición o de la energía puede diferir. En la imagen de abajo, el enantiómero R tiene un menor y, por lo tanto, reaccionaría más rápido que el enantiómero S.
La resolución cinética ideal es aquél en el que sólo un enantiómero reacciona, es decir, k R >> k S . La selectividad (s) de una resolución cinética se relaciona con las constantes de velocidad de la reacción de los enantiómeros R y S, k R y k S respectivamente, por s = k R / k S , para k R > k S . Esta selectividad también puede denominarse velocidades relativas de reacción . Esto se puede escribir en términos de la diferencia de energía libre entre los estados transiciones de alta y baja energía, . [6]
-DMAP_catalyst_for_KR_of_secondary_alcohols.png)
_(salen)-Cr_kinetic_resolution_catalyst_(azide).png)
