라세미 혼합물은 분리시킬 수 있습니까? 있다면 어떤 방법으로 가능합니까?

라세미 혼합물 또는 라세미체는 카이랄성 분자의 오른손잡이성 광학 이성질체와 왼손잡이성 광학 이성질체가 동일한 분량이 섞여있는 혼합물을 지칭한다. 최초로 알려진 라세미 혼합물은 라세미산으로서, 루이 파스퇴르가 주석산의 두 광학 이성질체의 혼합물로서 만들어낸 것이다. 라세미 혼합물은 광학적으로 비활성이다. 즉, 두 개의 서로 다른 광학 이성질체가, 편광면을 서로 반대 방향으로 회전시킨다. 따라서 라세미 혼합물에 있어서 편광면은 회전하지 않는다.

(1) 부분입체 이성질체(diastereomer)를 이용한 분리 방법

거울상 이성질체(enantiomer)는 물리적 성질이 동일하므로 일반적으로 분리할 수 없다. 그러므로 부분입체 이성질체로 만들어 분리할 수 있다. 부분입체 이성질체는 물리적 성질이 달라 분리가 가능하기 때문이다.

거울상 이성질체 짝은 표면이 chiral 분자들로 피복된 고체 입자들을 충진한 관에 라세미 혼합물을 통과시킴으로써 interaction의 차이가 생겨 분리할 수 있다. chiral 관 충진물은 거울상 이성질체와 착물을 형성하여 부분입체 이성질체를 생성시킨다.

(거울상 이성질체들은 다른 카이랄 화합물과의 반응성에서는 차이를 보이므로 충진제로서 카이랄성 충진제를 사용하게 되면 거울상 이성질체를 분리할 수 있다. 충진제로서 실리카겔을 사용하면 이 충진제는 카이랄 충진제가 아니며 두 거울상 이성질체 쌍은 분리될 수 없다.)

(3) 재 결정법

결정성 물질을 적당한 용매에 용해하여 적당한 방법으로 다시 결정으로 석출시키는 조작. 정제 방법으로 잘 사용된다. 결정을 석출시키기 위해서는 온도에 의해 용해도의 상위를 이용하여 고온의 포화 용액을 냉각시키거나 용매를 증발시켜 농축시키거나 또는 용액에 다른 적당한 용매를 가해서 용해도를 감소시키는 등의 방법이 취해진다.

공존하는 불순물은 대부분의 경우 그 대부분이 용액 속에 남기 때문에 정제의 목적이 달성된다. 또 온도가 낮은 데서 가공한 금속 등을 가열하면 가공 시에 가해진 비틀림이 없어지고 결정이 성장하는데, 이것도 재결정이라 한다. 재결정이 일어나는 하한 온도를 재결정 온도라 하고, 물질의 종류뿐만 아니라 가공율, 가공법에 따라서도 다르며, 또 일반적으로 불순물이 적을수록 낮다.

금속에서는 절대온도로 표시했을 경우 녹는점의 반분 정도라고 하는 것이 대략의 기준이 된다. 처리온도가 낮으면 1차 재결정 입자는 미세하지만 다시 고온으로 충분하게 가열시키지 않으면 2차 재결정에 의한 결정 입자의 조대화가 일어난다. 이것을 이용하여 다결정 시료에서 단결정을 만들 수가 있다.