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Reinheit von Enantiomeren

In der Abbildung rechts sind die VCD- (oben) und Absorptions-Spektren (unten) von α-Pinen in verschiedenen optischen Reinheiten dargestellt, aufgenommen an den reinen Verbindungen in einer 50µm KBr-Flüssigkeitszelle. (1R)-α-Pinen ergibt das blaue, (1S)-α-Pinen das rote VCD-Spektrum. Die farbigen Spektren dazwischen geben das VCD-Signal von Mischungen dieser beiden Enantiomeren in unterschiedlichen Verhältnissen wieder. Von blau nach rot sind die VCD-Spektren von α-Pinen mit Enantiomerenüberschüssen von +100, +75, +50, +25, +10, -10, -25, -50, -75 und -100% dargestellt. Alle Absorptionsspektren sind deckungsgleich.

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Aus der Abbildung rechts oben wird deutlich: Bei gleichen Absorptionsspektren ergeben die Enantiomere (zwei Moleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten) VCD-Spektren mit unterschiedlichen Vorzeichen. Die VCD-Spektroskopie bietet somit die Möglichkeit Enantiomere, die ansonsten gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen, zu unterscheiden. Des Weiteren lässt sich sogar die optische Reinheit, d.h. das Mischungsverhältnis der beiden Enantiomeren, quantitativ bestimmen. Die optische Reinheit wird als Enantiomerenüberschuss fEE angegeben:

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Wobei cR die Konzentration an (1R)-α-Pinen wiedergibt und cS die Konzentration an (1S)-α-Pinen. Für ein Razemat, ein Gemisch aus gleichen Anteilen (1S)- und (1R)-α-Pinen, ist der Enantiomerenüberschuss fEE = 0. In diesem Fall wird  die optische Aktivität aufgehoben, das VCD-Spektrum ist über den gesamten Spektralbereich ebenfalls gleich Null.

Durch geeignete chemometrische Verfahren, die unter OPUS zur Verfügung stehen, lassen sich so nach einer entsprechenden Eichung quantitative Auswertealgorithmen auf Proben von unbekannter optischer Reinheit anwenden.

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