6.13: El descubrimiento de los enantiómeros

Objetivo de aprendizaje

• describen las contribuciones de Jean Baptiste Biot y Louis Pasteur a la comprensión de los isómeros ópticos

Debido a que los enantiómeros tienen idénticas propiedades físicas y químicas en ambientes aquirales, la separación de los componentes estereoisoméricos de una mezcla racémica o racemato normalmente no es posible mediante las técnicas convencionales de destilación y cristalización. En algunos casos, sin embargo, los hábitos cristalinos de los enantiómeros sólidos y racematos permiten al químico (que actúa como agente de resolución quiral) discriminar los componentes enantioméricos de una mezcla. Como antecedentes para el siguiente ejemplo, se recomienda revisar la sección sobre propiedades de los cristales.

El ácido tartárico, su sal de potasio conocida en la antigüedad como “sarro”, ha servido como el lugar de varios eventos históricos en la historia de la estereoquímica. En 1832 el químico francés Jean Baptiste Biot observó que el ácido tartárico obtenido del sarro era ópticamente activo, rotando el plano de luz polarizada en sentido horario (dextrorrotatorio). También se conocía una forma ópticamente inactiva, de mayor punto de fusión, de ácido tartárico, llamada ácido racémico. Poco más de una década después, el joven Louis Pasteur realizó un cuidadoso estudio de las formas cristalinas asumidas por diversas sales de estos ácidos. Notó que bajo ciertas condiciones, la sal mixta de sodio y amonio del ácido racémico formó una mezcla de cristales hemiédricos enantiomórficos; a la derecha se muestra un dibujo de tal par. Pasteur razonó que la dismetría de los cristales podría reflejar la actividad óptica y la asimetría de sus moléculas componentes. Después de separar los diferentes cristales con una pinza, encontró que un grupo produjo el conocido ácido tartárico dextrorrotatorio medido por Biot; el segundo condujo a un ácido tartárico levorrotatorio previamente desconocido, que tenía el mismo punto de fusión que el ácido dextrorrotatorio. Hoy reconocemos que Pasteur había logrado la primera resolución de una mezcla racémica, y sentó las bases de lo que ahora llamamos estereoquímica.

La actividad óptica fue observada por primera vez por el físico francés Jean-Baptiste Biot. Concluyó que el cambio de dirección de la luz polarizada en el plano cuando pasaba por ciertas sustancias era en realidad una rotación de la luz, y que tenía una base molecular. Su obra fue apoyada por la experimentación de Louis Pasteur. Pasteur observó la existencia de dos cristales que eran imágenes especulares en el ácido tartárico, un ácido que se encuentra en el vino. A través de una meticulosa experimentación, encontró que un conjunto de moléculas giraba la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj mientras que la otra giraba la luz en sentido contrario También observó que una mezcla de ambas, una mezcla racémica (o modificación racémica), no rotaba la luz debido a que la actividad óptica de una molécula cancelaba los efectos de la otra molécula. Pasteur fue el primero en mostrar la existencia de moléculas quirales.

Colaboradores y Atribuciones

• Dr. Dietmar Kennepohl FCIC (Professor of Chemistry, Athabasca University)

• Prof. Steven Farmer (Sonoma State University)

• William Reusch, Professor Emeritus (Michigan State U.), Virtual Textbook of Organic Chemistry