Enantiomer
Enantiomery (nebo také optické antipody) jsou dvě chemické látky, které mají stejný sumární i strukturní vzorec, prostorové uspořádání jejich molekuly jsou však zrcadlové obrazy, tedy je nelze ztotožnit pomocí libovolného posunutí nebo otočení, a označují se proto jako vzájemně enantiomorfní. Podobné vlastnosti mají například pravá a levá ruka živočichů. Jedná se o opticky aktivní látky schopné stáčet rovinu polarizace světla.
Většinou obsahují jeden nebo více chirálních atomů (zpravidla čtyřvazných atomů uhlíku, který každou ze svých vazeb váže jinou skupinu). Enantiomery mají vzájemně opačnou konfiguraci na všech chirálních centrech, liší-li se jen na některých, jde o diastereomery (dva diastereomery nejsou vzájemně zrcadlovým obrazem). Obecnější název pro skupinu látek, které se liší ve svém prostorovém uspořádání, jsou stereoizomery.
Názvosloví
editovatV případě sacharidů a aminokyselin se enantiomery rozlišují prefixem L a D. Existuje též značení (+) a (−) odvíjející se od směru stáčení roviny polarizovaného světla látkou, není však doporučené v systematických názvech, protože přímo nesouvisí s konfigurací (strukturou).
V systematickém názvosloví se enantiomery (obecně diastereomery) rozlišují sadou deskriptorů chirálních atomů, R a S. Při pojmenovávání konkrétní látky nejprve označíme substituenty vycházející ze středu chirality čísly podle rostoucí důležitosti. Platí, že důležitost je dána relativní atomovou hmotností prvku, který se přímo váže na střed chirality. Pokud se na chirální uhlík váže více substituentů atomem stejného prvku a nemůžeme se tak rozhodnout o důležitosti hned v prvním kole, připočteme k relativní atomové hmotnosti prvního atomu substituentu všechny bezprostředně vázané atomy. Tak postupujeme dále, dokud se nedokážeme přesně rozhodnout, který ze substituentů je důležitější. Pokud z atomu vychází dvojná vazba (např. na kyslík), počítáme s tím, jako by tu byly atomy dva. Po očíslování substituentů vycházejících ze středu chirality začneme u atomu nebo skupiny s číslem 1. Pokud se důležitější ze sousedních substituentů nachází napravo od tohoto atomu, označíme látku jako R, pokud je nalevo, jedná se o S.
Vlastnosti
editovatZákladní fyzikální vlastností, kterou se optické izomery liší a která jim také dala název, je optická aktivita, tedy rozdílné stáčení roviny polarizovaného světla při průchodu látkou.
Chemickými vlastnostmi se optické izomery většinou příliš neliší. Optické izomery se také mohou vyznačovat odlišnými senzorickými vlastnostmi. Např. D-limonen má příjemnou pomerančovou vůni, L-limonen je cítit po terpentýnu.
Biologický význam
editovatVšechny aminokyseliny kromě glycinu a všechny sacharidy kromě dihydroxyacetonu tvoří enantiomery.
Přestože se chemickými vlastnostmi enantiomery zásadně neliší, mnoho biologických a biochemických procesů klade důraz na stereoselektivitu. V živé hmotě se většinou nachází základní organické stavební látky (aminokyseliny, sacharidy) jen s jednou možnou konfigurací. Např. prakticky všechny aminokyseliny jsou v bílkovinách v L formě. Rozdílné optické izomery proto mohou rozdílně interagovat s enzymy, jejich účinky na živý organismus jsou tedy obecně odlišné. Z tohoto důvodu je i v některých metabolických procesech aktivní pouze jedna forma chemických látek s optickou izomerií. Známým příkladem je vitamín C, L forma kyseliny askorbové.
Rozdílné účinky enantiomerů některých látek
editovatNěkdy jsou biologicky aktivní obě formy, ale způsob zapojení do metabolických procesů a tedy i vliv na organismus se mohou velmi významně lišit; záměna forem může mít i fatální následky. Např. u thalidomidu, účinné látky z léku prodávaného mezi roky 1957 a 1961 v téměř 50 zemích jako antiemetikum proti těhotenským nevolnostem, má R enantiomer žádoucí účinek, zatímco S enantiomer je teratogenní. Pokud je ale podán pouze jeden enantiomer, později lze v krevním séru najtít oba, jelikož přirozeně in vivo racemizuje;[1] látka tak není považována za bezpečnou pro ženy v produktivním věku a i v ostatních případech je její používání pod přísným dohledem.[2][3]
Mnoho psychotropních látek má různou aktivitu či účinnost v závislosti na izomerech, například amfetamin se často dodává jako racemická směs, přestože dextroamfetamin je aktivnější. Podobná situace je u metadonu, kde je jeden z izomerů opioidovým antagonistou, zatímco druhý je antagonistou NMDA.[4]
U ibuprofenu má protizánětlivé účinky pouze jeden enantiomer, zatímco druhý je biologicky neúčinný. Obdobně je S stereoisomer citalopramu mnohem reaktivnější než R enantiomer.[5][6][7]
Konfigurační stabilita léčiv je z těchto důvodů předmětem zájmu ve farmaceutickém výzkumu.[8] Tvorba a analýza enantiomerů ve farmaceutickém průmyslu se studuje v oblasti chirální organické syntézy.
Reference
editovat- ↑ Teo, S. K.; COLBURN, W. A.; TRACEWELL, W. G.; KOOK, K. A.; STIRLING, D. I.; JAWORSKY, M. S.; SCHEFFLER, M. A. Clinical pharmacokinetics of thalidomide. Clin. Pharmacokinet.. 2004, s. 311–327. DOI 10.2165/00003088-200443050-00004. PMID 15080764.
- ↑ STOLBERG, S. G. Thalidomide Approved to Treat Leprosy, With Other Uses Seen. The New York Times. 17 July 1998. Dostupné online [cit. 8 January 2012].
- ↑ Use of thalidomide in leprosy [online]. World Health Organisation [cit. 2010-04-22]. Dostupné online.
- ↑ ARNOLD, L. E.; WENDER, P. H.; MCCLOSKEY, K.; SNYDER, S. H. Levoamphetamine and Dextroamphetamine: Comparative Efficacy in the Hyperkinetic Syndrome: Assessment by Target Symptoms.. Arch. Gen. Psychiatry. 1972, s. 816–822. DOI 10.1001/archpsyc.1972.01750300078015. PMID 4564954.
- ↑ NELSON, D. L.; COX, M. M. Lehninger Principles of Biochemistry. 6th. vyd. New York: W. H. Freeman, 2013. ISBN 1429234148.
- ↑ VOET, D.; VOET, J. G.; PRATT, C. W. Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level. 4th. vyd. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2013. ISBN 0470547847.
- ↑ JACQUOT, C.; DAVID, D. J.; GARDIER, A. M.; SÁNCHEZ, C. Escitalopram and citalopram: the unexpected role of the R-enantiomer. Encéphale. 2007, s. 179–187. PMID 17675913.
- ↑ M. Reist, B. Testa, P.-A. Carrupt. Stereochemical Aspects of Drug Action and Disposition. Redakce Michel F. Eichelbaum, Bernard Testa, Andrew Somogyi. [s.l.]: [s.n.] (Handbook of Experimental Pharmacology; sv. 153). Dostupné online. DOI 10.1007/978-3-642-55842-9_4. Kapitola Drug Racemization and Its Significance in Pharmaceutical Research, s. 91–112.
Související články
editovatExterní odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu optický izomer na Wikimedia Commons
