Prochiralità

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A seconda di quale faccia prochirale sia attaccata dello ione idruro si ha l'enantiomero R o S

La prochiralità in chimica è la proprietà di una molecola achirale di diventare chirale in un singolo passaggio. Questo passaggio può essere la sostituzione o l'addizione di un atomo o di un gruppo di atomi alla molecola. Ad esempio se sostituendo in un -CH2- di una molecola prima uno poi l'altro idrogeno con deuterio si ottengono due molecole tali che una è l'immagine speculare non sovrapponibile dell'altra allora la molecola è prochirale.

Esempi[modifica | modifica sorgente]

  • La sostituzione prima di uno poi dell'altro degli idrogeni legati al C(2) dell' 1,3-propandiolo con deuterio genera due molecole sovrapponibili (omomeri), cioè due molecole uguali. La molecola non è prochirale ed i due idrogeni si dicono omotopici.
  • La stessa sostituzione effettuata sugli idrogeni legati al C(1) nell'etanolo porta alla formazione di due enantiomeri. La molecola è prochirale, i due idrogeni si dicono eterotopici e più precisamente enantiotopici. Se la sostituzione avesse portato alla formazione di diastereoisomeri gli idrogeni sarebbero stati diastereotopici. I due idrogeni vengono indicati con HR e HS a seconda che la sostituzione con deuterio (per non alterare l'ordine di priorità) porti in quello stereocentro una configurazione di tipo R o S.
  • L'acetaldeide è una molecola planare. La riduzione con litio alluminio deuteroidruro (LiAlD4) porta alla formazione di un alcol di formula CH3CHDOD. A seconda di quale faccia sia attaccata dall'atomo di deuterio si può avere uno stereoisomero R o S. In questo caso si parla di 'facce prochirali.

Conseguenze[modifica | modifica sorgente]

sostituendo prima uno poi l'altro idrogeno al C-2 dell'etanolo con deuterio si ottengono due enantiomeri.

Due atomi eterotopici di una molecola prochirale in un ambiente achirale sono indistinguibili ed hanno la stessa reattività. Ad esempio i due idrogeni legati al C-1 dell'etanolo danno all'NMR un unico segnale composto da quattro picchi ossidando l'etanolo ad acetaldeide non si ha la rimozione preferenziale di uno o dell'altro idrogeno.

Facendo reagire l'acetaldeide deuterata al C-1 con sodio boro idruro in ambiente achirale, si ottiene un racemo, quindi lo ione idruro attacca indistintamente le due facce prochirali.

L'enzima alcol deidrogenasi catalizza sia l'ossidazione dell'etanolo ad acetaldeide sia la riduzione dell'acetaldeide ad etanolo. L'intorno chimico della reazione è in questo caso il sito attivo dell'enzima che è chirale: nell'ossidazione dell'etanolo si ha la rimozione di uno solo dei due idrogeni prochirali, allo stesso modo nella riduzione dell'acetaldeide si ha l'attacco dell'idrogeno su una sola delle due facce prochirali.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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