Izomeria optyczna to zjawisko bardzo rozpowszechnione w przyrodzie.Odgrywa niezwykle ważną rolę np. w biochemii. Można śmiało powiedzieć, że większość kluczowych substancji chemicznych, uczestniczących w procesach życiowych, to izomery optyczne.
Jeśli chcesz bliżej poznać izomery, zapraszamy tu: http://chemiaix.pl/wp-content/uploads/2011/05/01-2-DRUK-Izomeria-optyczna-tok-lekcji.pdf
Idealnym przykładem zjawiska izomerii optycznej może być karwon. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carvone.svg
Przedstawione wyżej wzory strukturalne są swoimi odbiciami lustrzanymi.Posiadają one szczególną właściwość, mianowicie nie jest możliwe nałożenie ich na siebie, i są to dwa osobne związki. Jest to odpowiedzialne za wszystkie inne ich właściwości np. izomer (R) skręca w polarymetrze światło w lewo, podczas gdy izomer (S) w prawo. Izomer (R)(+) oznaczany symbolem (+) ( z tego powodu że skręca światło w prawo, natomiast (-) oznacza że jakiś związek skręca światło w lewo) ma zapach kminku, w którym występuje naturalnie, natomiast (S) (-) mięty, której również jest składnikiem. Związki te otrzymywane syntetycznie ( tzn. nie z produktów naturalnych) tworzą mieszaninę o zawartości ok 50/50 % izomerów, która nie skręca już światła, i nazywana jest mieszaniną racemiczną.
Po zapoznaniu się z teorią zajmijmy się otrzymywaniem tego związku w praktyce. W tym przypadku karwon otrzymamy z kminku a zatem będzie to izomer (R)(+). Aby to wykonać posłużymy się metodą destylacji z parą wodną. Polega ona na wykorzystaniu podwyższonej lotności niektórych związków z parą wodną .( Zjawisko to jest dość obszerne, więc nie będę go opisywać w tym artykule. Opis wymaga znajomości fizykochemii, ogólnie polega na sumowaniu się lotności różnych substancji nad roztworem, co prowadzi do tego że otrzymana para zawierająca np. 10% substancji i 90% wody wrze w niższej temperaturze.) Wiele z nich min. nasz karwon t temperaturze wrzenia pod normalnym ciśnieniem rozkłada się i izolacja w inny sposób byłaby trudna bądź niemożliwa. W celu jej przeprowadzenia składamy następującą aparaturę :
Jest to najprostszy zestaw do zwykłej destylacji , gdzie w kolbie znajduje się destylowany materiał z wodą. Jeżeli nie zamierzamy zajmować się w przyszłości chemią i zakup sprzętu nam się nie opłaca można to zrobić jeszcze prościej :
W większym garnku ustawiamy jakąś podkładkę, na nią dajemy mniejszy garnek i wlewamy materiał który chcemy przedestylować. Na brzegach garnka układamy gumową uszczelkę ( ja użyłem gumowych rękawiczek) i dajemy na to miskę z wodą i lodem, która posłuży nam za chłodnicę. Następnie przygotujmy materiał. W tym celu rozdrabniamy 20 g kminku( przysporzyło mi to sporo trudności, musiałem posłużyć się młotkiem, wygodniej kupić mielony. ) i zalewamy 300 ml wody. po czym wlewamy to wszystko do kolby lub większego garnka.
Naszą „maszynkę” , bądź kolbę ogrzewamy do wrzenia i gotujemy aż w górnym naczyniu zbierze się ok 200 ml destylatu. W ten sposób otrzymamy tzw. hydrolat kminkowy, który znajduje podobnie jak olejek liczne zastosowania w kosmetyce. Jeżeli chcemy wyodrębnić czysty olejek to otrzymany destylat po ochłodzeniu wlewamy do butelki/słoika i wlewamy 20 ml dichlorometanu bądź w przypadku jego braku używamy benzyny ekstrakcyjnej po czym wstrząsamy delikatnie przez 5 minut. Czekamy aż warstwy znowu się rozdzielą ( dichlorometan zbierze się na dole natomiast benzyna na górze) i za pomocą strzykawki bądź w rozdzielaczu oddzielamy dichlorometan lub benzynę. Następnie wlewamy nową ich porcję i operację wytrząsania i oddzielania powtarzamy ok 4 razy. Oddzielone rozpuszczalniki do których z wody przeszedł karwon wlewamy tym razem do kolby ( tu nie można już użyć garnkowego aparatu, stwarzało by to zagrożenie pożarem) i oddestylowujemy ostrożnie uważając aby proces przeprowadzać powoli i nie przegrzać karwonu. Kiedy ilość rozpuszczalnika będzie niewielka ( kilka- kilkanaście ml) proces przerywamy i wlewamy roztwór do jakiegoś naczynka które odstawiamy na otwarte powietrze , kiedy rozpuszczalnik odparuje otrzymamy olejek kminkowy zawierający w większości właśnie karwon. Tą metodą można otrzymać również setki innych olejków bądź hydrolatów roślinnych np. miętowy, lawendowy czy pomarańczowy , ogranicza nas jedynie dostępność surowców. Pamiętać należy jedynie że jeżeli nie posiadamy prawdziwego sprzętu do destylacji, to nie można pracować metodą garnkową z łatwopalnymi bądź toksycznymi substancjami.