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Reinheit von Enantiomeren

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In der rechten Abbildung sind VCD (oben) und Absorptionsspektren (unten) von α-Pinen in verschiedenen optischen Reinheiten dargestellt, die in einer 50µm-KBr-Flüssigkeitszelle aufgenommen wurden. (1R)-α-Pinen ist das Blaue, (1S)-α-Pinen das rote VCD-Spektrum. Die dazwischen liegenden Farbspektren stellen das VCD-Signal aus Mischungen beider Enantiomere in unterschiedlichen Verhältnissen dar. Von blau bis rot sind die VCD-Spektren von α-Pinen mit enantiomeren Exzessen von +100, +75, +50, +25, +10, -10, -25, -50, -75 und -100 dargestellt. Alle Absorptionsspektren sind kongruent.

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Die obere rechte Abbildung zeigt deutlich: Trotz identischer Absorptionsspektren führen beide Enantiomere (zwei Moleküle verhalten sich wie Spiegel und Spiegelbild) zu VCD-Spektren mit entgegengesetztem Vorzeichen. Die VCD-Spektroskopie ermöglicht eine Unterscheidung von Enantiomeren, die von Natur aus die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus kann die optische Reinheit, d.h. das Verhältnis beider Enantiomere, quantitativ bestimmt werden. Die optische Reinheit ist definiert als enantiomerischer Überschuss:

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wobei cR die Konzentration von (1R)-α-Pinen und cS die Konzentration von (1S)-α-Pinen bezeichnet. Im Falle eines Racemats, d.h. einer Mischung mit gleicher Menge an (1S)- und (1R)-α-Pinen, dem enantiomeren Überschuss fEE = 0. Dadurch wird die optische Aktivität erhöht und das VCD-Spektrum ist auch im gesamten Spektralbereich null.

Die in OPUS enthaltenen chemometrischen Techniken ermöglichen die Bestimmung einer unbekannten optischen Reinheit aus Proben nach entsprechender Kalibrierung mit quantitativen Algorithmen.

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