تخليق انتقائي متماثل

التخليق الكايرالي Enantioselective synthesis، والذى يسمى أيضا التخليق غير المتماثل أو التصنيع بإختيار المقابل الضوئي هو تصنيع عضوي والذى ينتج مركب له تماثل ضوئي محدد.

تخليق لا متناظر: Sharpless epoxidation

Two enantiomers of a generic alpha amino acid

وتنتج الكائنات الحية جزيئات كايرالية تستخدم لعمليات الفصل الكايرالية, ولكن يستخدم نصفها لفصل المخاليط الراسمية. ونظرا لإرتفاع تكلفة علميات الفصل الراسمية فإنه يفضل إنتاج المركبات الكارالية الصحيحة من المرة الأولى.

وعلى هذا فإن الإقتراب الصحيح يعنى إيجاد مادة كايرال صحيحة مثل حمض أمينى. غير أن هذا يقيد المركبات المتاحة لعدد معين كما يتطلب وجود كمية معينة من المادة التى سنبدأ بها, وقد يكون هذا غير متاح ومكلف. وبذلك يكون أفضل الحلول هو إختيار حفاز كايرال.

Enantioselective synthesis is a key process in modern chemistry and is particularly important in the field of pharmaceuticals, as the different enantiomers or diastereomers of a molecule often have different biological activity.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 استعراض

An energy profile of an enantioselective addition reaction.

Enantioselectivity is usually determined by the relative rates of an enantiodifferentiating step—the point at which one reactant can become either of two enantiomeric products. The rate constant, k, for a reaction is function of the activation energy of the reaction, sometimes called the energy barrier, and is temperature-dependent. Using the Gibbs free energy of the energy barrier, ΔG*, means that the relative rates for opposing stereochemical outcomes at a given temperature, T, is:

${\frac {k_{1}}{k_{2}}}=10^{\frac {\Delta \Delta G^{*}}{T\times 1.98\times 2.3}}$

This temperature dependence means the rate difference, and therefore the enantioselectivity, is greater at lower temperatures. As a result, even small energy-barrier differences can lead to a noticeable effect.

ΔΔG* (kcal)	k1/k2 at 273 K		k1/k2 at 298 K		k1/k2 at 323 K)
1.0	6.37		5.46		4.78
2.0	40.6		29.8		22.9
3.0	259		162		109
4.0	1650		886		524
5.0	10500		4830		2510

 المقاربات

يجب أن يتم تقديم الكايرالية للمادة أولا. ثم يجب بعد لك التعامل معها. ويجب الإحتراس عند بدء عمليات التصنيع, فيمكن أن تزال الكايرالية بتغيير كيميائي يجعل المادة متباينة الخواص. وتسمى هذه العملية بالصنوية. فمثلا تفاعل إستبدال S_N1 يحول الجزئ الكايرال من جزئ غير مستوى إلى جزئ مستوي لا ياعنى أية إعاقة فراغية. وفى تفاعل إستبدال S_N2 تنعكس الكايرالية، بمعنى أنه عند البدء بمخلوط يميني, فإنه يتم الحصول على مخلوط يساري في النهاية.

والشيء المشترك بين طرق التصنيع الكايرالي هو الحث المتعاكس. وأحد هذه الطرق هو إستخدام كايرال ليجند. حيث تقوم معقدات الليجند بحجب أماكن الهجوم، تاركة الأماكن المراد عمل التفاعل عندها فقط متاحة. أمثلة:

• أحد أهم المواد التى تستخدم ككايرال BINAP، وهو فوسفين كايرال, يستخدم لربط مركبات الروثينيوم أو الروديوم. وتقوم هذه المعقدات بحفز الهيدرة الألكينية ذات المجموعة الفعالة على ناحية واحدة فقط من الجزيء. أحد أقسام جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2001 تم إعطائها للعالم ريوجي نويوري لهذا الإكتشاف, والذى ساهم في إنتاج الميثانول بإستخدام معقد BINAP-روديوم بصورة تجارية.

• الجزء الأخر من جائزة نوبل تم توجيهه إلى هيدرة بيس غير حادة
• النابروكسين يتم تصنيعه بليجند فوسفين كايرال في تفاعل الهيدرة السيانية.

وتتضمن الطرق الأخرى للتصنيع الكايرالي إستخدام كايرال مساعد، تصنيع كايرال حوضي، الحفز الحيوي.

 انظر أيضا

• تفاعل أزا-بايليس-هيلمان، لإستخدام السائل الكايرالي الأيوني في التصنيع الغير متماثل.
• Kelliphite, a chiral ligand widely used in asymmetric synthesis
• Spontaneous absolute asymmetric synthesis, the synthesis of chiral products from achiral precursors and without the use of optically active catalysts or auxiliaries. It is relevant to the discussion homochirality in nature.
• Tacticity, a property of polymers which originates from enantioselective synthesis
• Chiral Lewis Acid

 المصادر

• ويكيبيديا الإنجليزية.