Polarimetria 2013 analisis instrumental
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El documento describe la polarimetría y la quiralidad. Explica que la polarimetría mide la rotación de la luz polarizada causada por moléculas quirales. Las moléculas quirales pueden ser dextrógiras u levógiras dependiendo de si rotan la luz hacia la derecha o izquierda. También describe la importancia de los enantiómeros y cómo solo uno de los enantiómeros se produce naturalmente debido a la estereoselectividad de la naturaleza.
![La rotación específica [a] de un compuesto
se define como la rotación que se observa
cuando se utiliza una celda para la muestra de
10 cm (1 dm) de camino óptico y una
concentración de 1 g/mL.
Se puede utilizar otras longitudes de celdas y
otras concentraciones, pero la rotación
observada (a) se divide entre el producto de la
longitud de la celda (l) y la concentración (c).
Rotación específica
[a]= a(observada)
l*c](https://image.slidesharecdn.com/polarimetria2013-140728180210-phpapp02/85/Polarimetria-2013-analisis-instrumental-14-320.jpg)
Polarimetria 2013 analisis instrumental
- 1. POLARIMETRIA Gilbert Rodriguez Paucar Basado en material de Carmen Coronel Instituto de Química Orgánica, Fac. de Bioquímica, Química y Farmacia Universidad Nacional de Tucumán
- 2. El fenómeno de la polarización de la luz era conocido desde los trabajos de Christian Huygens (1629-1695) pero fue estudiado a fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del siglo XIX. Tras estudiar el fenómeno sobre un cristal de cuarzo, Biot encontró la existencia de sustancias que giraban el plano de polarización de la luz hacia la derecha (dextrógiras) y otras que lo hacían hacia la izquierda (levógiras) POLARIMETRIA
- 3. Los primeros polarímetros fueron diseñados en los años cuarenta del siglo pasado, gracias al uso de los prismas ideados en 1828 por William Nicol construidos con dos láminas de espato de Islandia.
- 4. FUNDAMENTO: Quiralidad Quiralidad (del griego Cheir que significa mano) es la propiedad que tienen ciertos objetos de poder existir bajo dos formas que son imágenes especulares una de otra y que no se pueden superponer.
- 6. Supón que tenemos juntos varios tornillos con helicidad para los dos lados.¿Cómo los separaríamos? Sería fácil si dispusiéramos de una tuerca de una helicidad determinada. Sólo casará bien con los tornillos de su misma helicidad.
- 7. Quiralidad El término quiral se aplica también a las moléculas. Las moléculas quirales se diferencian de las aquirales en que presentan actividad óptica. La actividad óptica es la propiedad de desviar el plano de la luz polarizada. Este tema es de gran interés debido a que en los seres vivos las moléculas quirales se encuentran ampliamente distribuidas.
- 8. Quiralidad Son quirales los hidratos de carbono, los aminoácidos (excepto la glicina) que forman las proteínas, algunos lípidos, etc. En la naturaleza se encuentra presente generalmente una de las formas quirales. Por lo tanto, las consecuencias pueden ser impre- visibles cuando un ser vivo se enfrenta a una molécula que tiene la forma opuesta a la que existe en la naturaleza o para la que está preparado. Se recuerda el caso tristemente célebre de la talidomida (1950)
- 9. Quiralidad N O O N O O H H N O O N O O H H (S) (R) Enantiómeros de la Talidomida.
- 10. Quiralidad La importancia del tema es tal que en el año 2001 el premio Nobel de Química le dieron a W. Knowles y R. Noyori por el desarrollo de catalizadores para hidrogenaciones asimétricas y a K. Sharpless por la oxidación asimétrica de alcoholes alílicos.
- 11. La actividad óptica es una propiedad que se mide en el polarímetro. Si el estereoisómero hace girar el plano de la luz hacia la derecha (sentido horario) se denomina dextrógiro, y si lo hace girar hacia la izquierda (sentido antihorario) se denomina levógiro. Quiralidad Dextrógiro: del latín dexter, “derecho” Levógiro: del latín laevus, “izquierdo”
- 12. No sólo se puede determinar el sentido del giro sino también la magnitud del mismo, que es el número de grados que se debe rotar el analizador. Según las reglas de la IUPAC, se emplean los símbolos + para indicar que una sustancia es dextrógira y – para indicar que es levógira. Se utilizan también los símbolos d y l respectiva- mente. Quiralidad
- 13. Ácido D-(-)-láctico Ácido (R)-2-hidroxipropanoico Quiralidad Ácido L-(+)-láctico Ácido (S)-2-hidroxipropanoico
- 14. La rotación específica [a] de un compuesto se define como la rotación que se observa cuando se utiliza una celda para la muestra de 10 cm (1 dm) de camino óptico y una concentración de 1 g/mL. Se puede utilizar otras longitudes de celdas y otras concentraciones, pero la rotación observada (a) se divide entre el producto de la longitud de la celda (l) y la concentración (c). Rotación específica [a]= a(observada) l*c
- 15. Un haz luminoso se propaga en diferentes ángulos o planos con respecto a la dirección de propagación, y si se observara en forma frontal en el sentido de la propagación, se vería como la figura A . Cuando se eliminan todos los planos, excepto uno de ellos , entonces se obtiene luz polarizada en el plano (Fig. B). Luz normal y Luz polarizada
- 17. Polarímetro Un polarímetro mide la rotación de la luz polarizada.
- 18. La luz se origina en una fuente (generalmente una lámpara de sodio), y pasa a través de un polarizador y la celda de muestra. La luz de una lámpara de sodio pasa a través de un filtro que selecciona la luz amarilla de emisión (la línea D) El filtro analizador es otro polarizador equipado con un transportador angular; se gira hasta que se observa la máxima cantidad de luz y la rotación se lee en el transportador. Diagrama esquemático de un polarímetro
- 19. Esta luz polarizada pasa por la celda de muestra que contiene una solución del compuesto que se está analizando. Solamente los compuestos quirales tienen actividad óptica y pueden girar el plano de la luz polarizada. La luz que atraviesa la celda de muestra pasa a continuación a través de un segundo filtro polarizador y se determina la magnitud y la dirección de la rotación óptica. Diagrama esquemático de un polarímetro
- 22. El método se base en absorción de la luz monocromática a partir de una lámpara de sodio con la línea D del sodio.
- 26. Proyecciones de Fischer Los cuatro enlaces de un carbono quiral se representan por una cruz. El carbono quiral queda en el centro del plano del papel. Líneas horizontales: enlaces delante del plano. Líneas verticales: enlaces detrás del plano. equivale a
- 27. Nomenclatura D,L • Se utiliza para describir la estereoquímica (configuración) inherente a las proyecciones de Fischer. • La cadena principal de átomos de C se dispone verticalmente y de manera que el átomo de carbono en el estado de oxidación más alto quede situado en el extremo superior . R R' Carbono en estado de oxidación más alto.
- 28. Nomenclatura D,L • Si el grupo -X del último C quiral está a la derecha el compuesto es D y si está a la izquierda es L. CHO H OH CH2OH +1 -1 D-gliceraldehído COOH H2N H CH3 +3 -3 L-alanina D-manosa CHO HHO HHO OHH OHH CH2OH CHO H OH HO H HO H CH2OH L-arabinosa
- 29. Estructuras de la glucosa y la fructosa la glucosa y la fructosa son monosacáridos. La glucosa es una aldosa (azúcar con un grupo aldehído) y la fructosa es una cetosa (azúcar con un grupo cetona). Las estructuras de los carbohidratos se suelen representar utilizando proyecciones de Fischer.
- 30. Configuraciones D y L de los azúcares El enantiómero (+) del gliceraldehído tiene su grupo OH a la derecha de la proyección de Fischer. Por tanto, los azúcares de la serie D tienen los grupos OH en el carbono asimétrico inferior en la derecha de la proyección de Fischer; los azúcares de la serie L tienen el grupo OH del carbono asimétrico inferior a la izquierda. D y L son enantiómeros.
- 31. Conformaciones de la glucosa. La glucosa se presenta, casi completamente, en la forma hemiacetálica cíclica. La proyección de Haworth se utiliza mucho para representar los hemiacetales, aunque puede dar la impresión de que el anillo es plano. La conformación de silla es más real
- 32. Fructosa. La fructosa forma un hemiacetal cíclico de cinco miembros. Los anillos de cinco miembros generalmente se representan mediante estructuras planas de Haworth. Los anillos de cinco miembros no están tan alejados de la coplanaridad como los anillos de seis miembros, por lo que generalmente se presentan como las proyecciones planas de Haworth
- 33. Anómeros de la glucosa En el anómero α, el grupo hidroxilo del carbono anomérico (hemiacetal) está hacia abajo (axial) y en el anómero β hacia arriba (ecuatorial). El anómero β de la glucosa tiene todos sus sustituyentes en posiciones ecuatoriales. El carbono hemiacetal se denomina carbono anomérico, que se identifica con facilidad como el único átomo de carbono unido a dos oxígenos.
- 34. Anómeros de la fructosa. El anómero α de la fructosa tiene el grupo anomérico -OH hacia abajo, en posición trans respecto al grupo -CH2OH terminal. El anómero β tiene el grupo anomérico hidroxilo hacia arriba, en posición cis respecto al grupo terminal - CH2OH.
- 35. Enlace de dos carbonos anoméricos: sacarosa La sacarosa está formada por una unidad de glucosa y una de fructosa enlazadas por un átomo de oxígeno que une sus átomos de carbono anoméricos.
- 36. Importancia de los enantiómeros Los pares de enantiómeros de una determinada sustancia se diferencian estructuralmente únicamente en la disposición invertida en el espacio de sus enlaces (presentan una relación objeto– imagen especular) y que todas sus propiedades físicas son iguales excepto la actividad óptica al ser uno de ellos dextrógiro (dextrorotatorio) y el otro levógiro (levorotatorio).
- 37. • La naturaleza es estereoselectiva, sólo es capaz de sintetizar uno de los enantiómeros del par posible. Así tenemos por ejemplo: • Las hojas de tabaco sólo produce la (-)- nicotina • Las hojas de coca sólo produce la (-)- cocaína, • La caña de azúcar sólo produce la (+)- sacarosa
- 38. • En la biosíntesis, la información genética , sólo se puede construir uno de los estereoisómeros ya que la construcción de los enlaces sólo se puede hacer de un solo lado. H H (+)-Limoneno (-)-Limoneno Naranja Limón
- 39. Propiedades organolépticas (olor) pueden variar como en el caso de la carvona donde los enantiómeros tienen olores distintos. La (+)-carvona que se encuentra en el aceite de alcaravea mientras que la (-)-carvona se obtiene del aceite de menta verde. O H O H (+)-Carvona (-)-Carvona
- 40. Las diferencias en las propiedades de los enantiómeros se observa mejor en la actividad fisiológica: • Todos los animales incluyendo el hombre tiene la capacidad de metabolizar la (+)-glucosa pero no la (-)-glucosa la cual pasa inadvertida en el sistema digestivo. • La (-)-glucosa no es fermentable lo cual implica que las levaduras tampoco la reconocen.
- 41. El (-)-monoglutamato de sodio es un agente químico que se usa para dar sabor a la carne, pero el isómero (+) no tiene sabor. COOH H2N H CH2CH2COO- Na+ (-)-monoglutamato
- 42. Penicilium glaucum sólo metaboliza a la forma dextrógira de los ácidos tartáricos. COOH H OH COOH HO H COOH HHO COOH OHH Ácido (+)-tartárico Ácido (-)-tartárico Las sales de ácido tartárico fueron los primeros compuestos quirales aislados porque es una de las pocas especies químicas que cristaliza en forma de imágenes especulares para cada enantiómero. Este descubrimiento fue realizado por Pasteur.
- 43. GRACIAS