Artigo absolutamente fantástico publicado on-line no último número da revista Nature Chemistry apresenta um método (não tão) novo para a resolução de misturas racêmicas.
Pausa para uma pequena introdução sobre estereoquímica. Devido ao fato de carbonos com hidribidização (ou hibridação) sp3 apresentarem 4 ligações, se os quatro grupos ligados ao átomo de carbono forem diferentes, este átomo de carbono será quiral (do grego cheiros, mão) e apresentará duas formas simétricas uma da outra, chamadas de enantiômeros.
Uma das propriedades de enantiômeros puros é de desviar a luz plano polarizada, quando analisados em um aparelho chamado de polarímetro. Assim, se um enântiômero de uma substância desviar a luz plano polarizada para a direita, o outro desviará a luz plano polarizada para a esquerda. O primeiro é chamado de destrógiro, e o segundo de levógiro.
Legenda: o feixe verde corresponde à radiação ao feixe de radiação elétrica; o feixe vermelho corresponde ao feixe de radiação magnética de uma radiação monocromática (de um único comprimento de onda) plano-polarizada (feixe azul).
Enantiômeros também podem ser analisados em um aparelho chamado de espectropolarímetro. O espectropolarímetro gera um feixe de luz circularmente polarizado, que é emitido na forma de uma eclipse. Quando este feixe de luz de comprimento de onda variável atravessa a amostra de uma substância na forma de um único enantiômero, o aparelho registra uma curva chamada de espectro de dicroísmo circular, que indica uma mudança na elipsidade do feixe de luz circularmente polarizado em função do seu comprimento de onda. Parece complicado, e é mesmo (pelo menos um pouco). O que importa é que enantiômeros apresentarão espectros de dicroísmo circular simétricos (como na figura a seguir).
Luz circularmente polarizada da direita para a esquerda, e da esquerda para a direita, respectivamente. Fonte.
Espectro de dicroísmo circular de um enântiômero (curva azul) e do outro enantiômero (curva vermelha).
O que os autores do artigo publicado na revista Nature Chemistry fizeram foi utilizar uma técnica primeiramente publicada em 2005 [Viedma, C. Chiral symmetry breaking during crystallization: complete chiral purity induced by nonlinear autocatalysis and recycling. Phys. Rev. Lett. 94, 065504 (2005)], otimizá-la e utilizá-la na desracemização completa de uma mistura racêmica. Os autores utilizaram uma mistura racêmica de um derivado de aminoácido não natural, o qual foi irradiado com luz circularmente polarizada (CPL, para a direita ou para a esquerda) durante 70 horas. Após este período, adicionaram uma base forte [1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, (DBU)] de maneira a promover a racemização da substância, sob agitação magnética intensa durante 5 dias. Todavia, após 5 dias os autores observaram por cromatografia líquida quiral a presença de 1 único enantiômero da substância que foi adicionada originalmente na forma de mistura racêmica. A obtenção de um ou de outro enantiômero dependeu, exclusivamente, da direção da luz circularmente polarizada empregada no experimento: se polarizada para a direita (CPL-r) ou para a esquerda (CPL-l). Quando a desracemização foi realizada em banho de ultrassom, o processo demorou menos de 16 horas, e a conversão da mistura racêmica para um único dos dois enantiômeros mostrou ser completa (100% de excesso enantiomérico). No caso da substância em questão, a (E)-2-(2-metilbenzilideneamino)-2-fenilacetamida, o uso de CPL-l levou exclusivamente ao enantiômero de configuração absoluta S, e vice-versa.
Segundo os autores, o processo (mecanismo) de desracemização da mistura de enantiômeros envolve a formação de produtos (ainda desconhecidos) através de uma reação fotoquímica (produzida pela luz) com o feixe de radiação circularmente polarizado, produtos estes que não sofrem racemização na presença da base DBU. Desta maneira, estes produtos induzem o crescimento de cristais da substância original, agora na forma de enantiômero puro.
Os autores propõem que este processo, de desracemização pela ação da luz circularmente polarizada, pode ter contribuído significativamente para a formação de aminoácidos e açúcares quirais antes do surgimento da vida (em condições pré-bióticas), levando ao surgimento de aminoácidos de configuração L, e açúcares de configuração D, prevalentes nos organismos vivos terrestres.
Veja aqui o artigo de W. L. Noorduin, A. A. C. Bode, M. van der Meijden, H. Meekes, A. F. van Etteger, W. J. P. van Enckevort, P. C. M. Christianen, B. Kaptein, R. M. Kellogg, T. Rasing e E. Vlieg, “Complete chiral symmetry breaking of an amino acid derivative directed by circularly polarized light”, Nature Chemistry, doi: 10.1038/NCHEM.416.
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