El enantiómero es una propiedad de algunos estereoisómeros de moléculas , dos isómeros que son la imagen del otro en un espejo plano, pero no son idénticos. Se dice que una molécula que tiene dos enantiómeros es quiral . Por otro lado, si una molécula es idéntica a su propia imagen en un espejo, se dice que es aquiral. La quiralidad puede deberse a:
En el caso de un centro estereogénico, la configuración alrededor de este centro se indica con las letras R o S , según las reglas de la nomenclatura de Cahn-Ingold-Prelog . En el caso de una quiralidad de tipo helicoidal , a menudo se utiliza la nomenclatura Δ, Λ .
Químicamente, dos enantiómeros tienen reactividades idénticas con otras moléculas no quirales. Tienen las mismas propiedades físicas y un poder rotatorio opuesto.
A nivel biológico, los dos enantiómeros de una molécula, por ejemplo un fármaco , pueden tener diferentes efectos fisiológicos, incluso antagónicos. Esto se debe a que los sistemas biológicos dependen directamente de la forma de la molécula. Ellos mismos son enantiopuros e interactúan de manera diferente con los dos enantiómeros de un centro quiral externo, donde las interacciones son diastereoméricas .
Las relaciones entre las actividades biológicas de cada estereoisómero puro y las de sus mezclas son a menudo muy complejas y su análisis requiere estudios cuidadosos y detallados. Sin embargo, sucede que dos enantiómeros tienen actividades similares a nivel biológico.
Un ejemplo trágico de los diferentes efectos de dos enantiómeros es el de la talidomida . Esta sustancia, utilizada en varios fármacos, tiene dos enantiómeros. La configuración (R) de la molécula tiene efectos sedantes y anti-náuseas (especialmente en la persona embarazada), mientras que la configuración (S) tiene efectos teratogénicos . El uso de talidomida dio lugar a un gran escándalo de salud a principios de la década de 1960. De hecho, hay entre 10.000 y 20.000 víctimas.
El análisis y la separación de enantiómeros (que forman la estructura espacial y funcional de nuestro entorno biótico y abiótico) son fundamentales para el avance de la investigación en la mayoría de los campos científicos.
Casi 2/3 de las moléculas quirales biológicamente activas resultantes de la síntesis clásica (no enantioselectiva ) provienen de la escisión (separación de enantiómeros), que representa una de las principales vías de acceso a compuestos enantioméricamente puros. La producción de productos enantiopuros representó en Estados Unidos , en 1995 , la colosal suma de casi 60 mil millones de dólares.
Para estas moléculas, el enantiómero más activo en términos del efecto deseado se denomina en el vocabulario farmacéutico "eutómero", y el otro se denomina "distómero". Este último puede ser menos activo, inactivo o tener un efecto completamente diferente, posiblemente indeseable. En el mejor de los casos, es una carga que el hígado deberá metabolizar además del principio activo. A veces sucede que cada enantiómero tiene un interés farmacéutico: por ejemplo, el propoxifeno- (R) es un analgésico, comercializado con el nombre de Darvon, y su enantiómero- (S) es un supresor de la tos, vendido bajo el nombre espejo de Novrad.
Existen tres tipos de nomenclatura que permiten diferenciar los enantiómeros: R / S, D / L y +/- . Las reglas aparecen en la página de Quiralidad .
Para una molécula dada, hay como máximo 2 n isómeros ópticos para un compuesto con n centros estereogénicos, porque también es necesario tener en cuenta el hecho de que durante la búsqueda de isómeros ópticos se pueden encontrar dos, tres o incluso cuatro veces el mismo estereoisómero .
El primer ejemplo de resolución quiral (separación de enantiómeros) es el de Louis Pasteur quien, en 1848 , aisló los dos enantiómeros del ácido tartárico mediante clasificación manual de cristales enantiomórficos.
Desde entonces han aparecido nuevas técnicas y métodos para dividir racematos .
Estos métodos hacen uso de diastereoisómeros , preparados a partir de racematos por formación de sales o por derivatización con compuestos enantiopuros, luego separados por cristalización o cromatografía , o por transformaciones estereoselectivas .
Se utilizan varios métodos cromatográficos para la separación quiral de una amplia variedad de compuestos. En este proceso, las posiciones del equilibrio entre los estados ligado y no ligado son diferentes para los dos enantiómeros. Ésta es la base de la separación.
El uso de una columna de fase estacionaria quiral o de aditivos quirales en la fase móvil es una forma más "elegante" de separar los enantiómeros que mediante la síntesis de compuestos diastereoméricos usando un reactivo ópticamente puro. Entre los enfoques que permiten obtener sustancias ópticamente puras, la cromatografía en fase supercrítica (SFC) es, con mucho, el método más utilizado para la discriminación de enantiómeros. Las ciclodextrinas , en particular, se utilizan como fases estacionarias quirales en la separación enantiomérica por otros métodos como la electroforesis capilar , la GPC y la HPLC . También se utilizan en resonancia magnética nuclear (RMN) como auxiliares quirales para la determinación del exceso enantiomérico . La formación de compuestos de inclusión y sus aplicaciones en la separación quiral se utilizan en el campo, pero también en la industria química y alimentaria (caso de mentol o toronjil ).
Estos métodos consisten en utilizar enzimas que son compuestos que catalizan transformaciones estereoespecíficas . Por ejemplo, para separar los dos enantiómeros del 1,1'-bi-2-naftol , un método consiste en hacer reaccionar con cloruro de pentanoílo , el cloruro del ácido pentanoico (CH 3 (CH 2 ) 3 COCl), para formar el di- éster . La enzima colesterol esterasa se introduce luego en forma de polvo de acetona de páncreas bovino que es capaz de hidrolizar el diéster ( S ) pero no el diéster ( R ). El dipropanoato (R) se hidroliza en un segundo paso con metóxido de sodio (CH 3 ONa).