B8.2 Kiralitet

NoteDet skal du kunne
  • finde de kirale centre i et lægemiddel
  • forklare, hvad en racemisk blanding er
  • forklare, hvorfor to spejlbilledformer kan virke forskelligt i kroppen
  • afgøre, om et lægemiddel kan findes i to spejlbilledformer

Omkring 1960 fik gravide kvinder i mange lande et nyt beroligende middel, thalidomid, som også hjalp mod kvalme. Omkring 10 000 børn blev født med misdannede arme og ben. Stoffet findes i to former, som er spejlbilleder af hinanden, og senere fandt man ud af, at de ikke virker ens i kroppen. Siden har spejlbilleder været noget, alle, der laver medicin, skal tage alvorligt.

Kirale molekyler

Et molekyle, der ikke kan dække sit eget spejlbillede, kaldes kiralt. Ordet kommer af det græske ord for hånd. Dine to hænder er spejlbilleder, men de er ikke ens.

Et molekyle med ét carbonatom, der har fire forskellige grupper, er kiralt. Det er det, du i afsnit B3.4 lærte at kalde et asymmetrisk carbonatom. I medicinkemi kaldes det et kiralt center. De to former er spejlbilledisomerer. Her i kapitlet kaldes de også de to spejlbilledformer.

Figur 1: Ibuprofen har ét kiralt center og findes derfor i to spejlbilledformer.

Sådan finder du et kiralt center:

  1. Se kun på carbonatomer med fire enkeltbindinger. Et carbonatom i en dobbeltbinding eller i en benzenring kan ikke være et kiralt center.
  2. Husk de hydrogenatomer, der ikke er tegnet i zigzagformlen.
  3. Tjek, om de fire grupper er forskellige. Se på hele gruppen og ikke kun på det første atom.
Figur 2: Kirale centre i tre stoffer.

Paracetamol har intet kiralt center. Alle carbonatomer sidder enten i ringen, i en dobbeltbinding eller har tre ens hydrogenatomer.

Samme egenskaber i kolben

De to spejlbilledformer har samme smeltepunkt, samme kogepunkt og samme opløselighed. De reagerer også ens med almindelige kemikalier. Laver man et kiralt stof i laboratoriet af stoffer, der ikke selv er kirale, får man derfor normalt lige meget af hver form.

En blanding med lige meget af de to spejlbilledformer kaldes en racemisk blanding.

Forskellig virkning i kroppen

I kroppen er det anderledes. Receptorer og enzymer er proteiner, og proteiner er bygget af L-aminosyrer fra afsnit B7.7, som selv er kirale. Lommen i en receptor er derfor også kiral. Den kan kende forskel på to spejlbilleder, ligesom en højrehandske kun passer til højre hånd.

Figur 3: En receptor med tre lommer kan kende forskel på to spejlbilledformer.

Skal tre grupper i molekylet passe i hver sin lomme på samme tid, kan kun den ene spejlbilledform gøre det. I den anden form sidder to af grupperne byttet om.

Lægemiddel De to spejlbilledformer
ibuprofen Kun den ene form dæmper smerte. Kroppen kan selv lave den anden form om til den virksomme, så tabletter indeholder den racemiske blanding.
adrenalin Den form, kroppen selv laver, virker langt kraftigere end spejlbilledet.
thalidomid Den ene form virker beroligende. Den anden giver fosterskader. I kroppen bliver de to former lavet om til hinanden, så det hjælper ikke at give den rene form.

I dag skal de to spejlbilledformer af et nyt lægemiddel undersøges hver for sig, før det kan blive godkendt.

VigtigtKiralt center eller cis og trans?

Spejlbilledisomeri og cis-trans-isomeri er to forskellige ting. Spejlbilledisomeri kræver et carbonatom med fire forskellige grupper. Cis-trans-isomeri kræver en dobbeltbinding, hvor begge carbonatomer har to forskellige grupper. Et molekyle kan godt have begge dele.

Flere kirale centre

Mange lægemidler har mere end ét kiralt center. Hvert center kan vende på to måder. Med n kirale centre kan der højst være 2n stereoisomerer. Det er samme regel, som du brugte for glucose i afsnit B7.1.

Morfin har fem kirale centre. Det giver 25 = 32 mulige stereoisomerer, og kun én af dem er den morfin, valmuen laver.

NoteKort sagt
  • Et kiralt center er et carbonatom med fire forskellige grupper. Det er det samme som et asymmetrisk carbonatom.
  • Et molekyle med ét kiralt center findes i to spejlbilledformer.
  • En racemisk blanding indeholder lige meget af de to former.
  • De to former har samme fysiske egenskaber, men kan virke forskelligt i kroppen, fordi receptorer og enzymer selv er kirale.
  • Med n kirale centre er der højst 2n stereoisomerer.