En estereoquímica , el exceso enantiomérico ( ee ) es una medida de pureza utilizada para sustancias quirales . Refleja el grado en el que una muestra contiene un enantiómero en mayores cantidades que el otro. Una mezcla racémica tiene un ee de 0%, mientras que un único enantiómero completamente puro tiene un ee de 100%. Una muestra con 70% de un enantiómero y 30% del otro tiene un ee de 40% (70% − 30%).
El exceso enantiomérico se define como la diferencia absoluta entre la fracción molar de cada enantiómero: [1]
dónde
En la práctica, normalmente se expresa como un porcentaje de exceso enantiomérico .
El exceso enantiomérico se puede determinar de otra manera si conocemos la cantidad de cada enantiómero producido. Si conocemos los moles de cada enantiómero producido entonces:
El exceso enantiomérico se utiliza como uno de los indicadores del éxito de una síntesis asimétrica . Para las mezclas de diastereómeros , existen definiciones y usos análogos para el exceso diastereomérico y el porcentaje de exceso diastereomérico .
A modo de ejemplo, una muestra con 70 % de isómero R y 30 % de S tendrá un exceso enantiomérico porcentual de 40. Esto también puede considerarse como una mezcla de 40 % de R puro con 60 % de una mezcla racémica (que aporta la mitad, 30 % de R y la otra mitad, 30 % de S, a la composición general).
Si se da el exceso enantiomérico de una mezcla, la fracción del isómero principal, digamos R , se puede determinar usando y el isómero menor .
Una mezcla no racémica de dos enantiómeros tendrá una rotación óptica neta . Es posible determinar la rotación específica de la mezcla y, conociendo la rotación específica del enantiómero puro, se puede determinar la pureza óptica . [2]
Idealmente, la contribución de cada componente de la mezcla a la rotación óptica total es directamente proporcional a su fracción molar y, como resultado, el valor numérico de la pureza óptica es idéntico al exceso enantiomérico. Esto ha llevado al uso informal de los dos términos como intercambiables, especialmente porque la pureza óptica era la forma tradicional de medir el exceso enantiomérico. Sin embargo, ahora se pueden utilizar otros métodos, como la cromatografía en columna quiral y la espectroscopia RMN, para medir la cantidad de cada enantiómero individualmente.
La equivalencia ideal entre el exceso enantiomérico y la pureza óptica no siempre se cumple. Por ejemplo,
El término exceso enantiomérico fue introducido en 1971 por Morrison y Mosher en su publicación Asynchronous Organic Reactions . [5] El uso del exceso enantiomérico se ha establecido debido a sus vínculos históricos con la rotación óptica. Se ha sugerido que el concepto de ee debería reemplazarse por el de er, que representa la relación enantiomérica o er (S:R) [6] o q (S/R), porque la determinación de la pureza óptica ha sido reemplazada por otras técnicas que miden directamente R y S y porque simplifica los tratamientos matemáticos, como el cálculo de las constantes de equilibrio y las velocidades de reacción relativas. Los mismos argumentos son válidos para cambiar el exceso diastereomérico (de) a la relación diastereomérico (dr).
