Quiralidade e Atividade Óptica

Uma molécula quiral não é sobreponível à sua imagem especular; tais moléculas giram a luz plano-polarizada e são centrais para a base molecular da vida.

Definition

Quiralidade é a propriedade geométrica de uma molécula que a torna não sobreponível à sua imagem especular; atividade óptica é a capacidade resultante de girar o plano da luz polarizada.

Scope

Este tópico abrange as condições para a quiralidade, enantiômeros e o centro estereogênico, atividade óptica e rotação específica, misturas racêmicas e sua resolução, e formas de quiralidade além do centro estereogênico único, como a quiralidade axial e planar.

Core questions

• Quais características estruturais tornam uma molécula quiral?
• Como a atividade óptica é medida e quantificada como rotação específica?
• Como uma mistura racêmica pode ser separada em enantiômeros únicos?

Key theories

Enantiomerismo a partir da quiralidade molecular

Moléculas que não possuem um plano de espelho interno ou centro de simetria existem como dois enantiômeros que são imagens especulares; suas propriedades físicas são idênticas, exceto pelo sinal da rotação óptica e pelo comportamento em relação a outras entidades quirais.

Resolução óptica

Racematos podem ser separados em enantiômeros convertendo-os em diastereômeros com um agente de resolução quiral, por cromatografia quiral, ou por cristalização seletiva.

Clinical relevance

A maioria das biomoléculas — aminoácidos, açúcares, ácidos nucleicos — são de mão única, de modo que os dois enantiômeros de um fármaco quiral podem ter efeitos farmacológicos muito diferentes. A tragédia da talidomida ressaltou por que a pureza de um único enantiômero é uma prioridade regulatória e de segurança.

History

A separação manual de cristais de tartarato hemiédrico por Pasteur em 1848 foi a primeira demonstração da quiralidade molecular. Kelvin cunhou mais tarde o termo 'quiralidade', e o conceito tornou-se fundamental para a compreensão da assimetria das moléculas biológicas.

Key figures

• Louis Pasteur
• Jacobus Henricus van't Hoff
• William Thomson (Lord Kelvin)

Seminal works

• pasteur1848
• elielwilen1994

Frequently asked questions

Uma molécula precisa de um estereocentro para ser quiral?

Não necessariamente; embora muitas moléculas quirais contenham um carbono estereogênico, a quiralidade também pode surgir de rotação restrita (atropisomerismo), formas helicoidais ou outras formas de dissimetria axial e planar.

Por que os enantiômeros giram a luz em direções opostas?

Cada enantiômero interage com os componentes da luz polarizada circularmente à esquerda e à direita de forma ligeiramente diferente, e como as duas moléculas são imagens especulares, suas rotações líquidas são iguais em magnitude, mas opostas em sinal.