Mutarrotación

A mutarrotación é o cambio na rotación óptica dunha disolución debida á interconversión entre dous epímeros ata chegar ao equilibrio entre as dúas formas. Presentan mutarrotación os azucres cíclicos (piranosas e furanosas), que posúen isómeros anoméricos α e β que se poden interconverter (anomerización).
A rotación óptica da disolución depende da rotación óptica de cada anómero e a súa proporción na disolución.
A mutarrotación foi descuberta polo químico francés Augustin-Pierre Dubrunfaut en 1846, ao se decatar de que a rotación específica de azucres en disolución acuosa cambiaba co tempo. Medida do cambio da rotación óptica
Para medir a rotación óptica dun azucre en disolución faise pasar a través da disolución luz polarizada. A onda electromagnética deste tipo de luz vibra nun só plano (a luz normal vibra en infinitos planos) e pode medirse o grao de inclinación de dito plano cun aparello chamado polarímetro. Ao pasar a luz polarizada pola disolución a inclinación do seu plano de vibración cambiará e mídese os graos que cambiou e se o fixo cara á esquerda (ponse signo -) ou cara á dereita (ponse signo +). Por exemplo, o azucre de mesa sacarosa, un disacárido, ten un poder rotatorio específico de +66, 5, é dicir, desvía o plano da luz á dereita 66, 5º.
Os anómeros α e β dos azucres son diastereoisómeros que normalmente teñen diferente rotación específica. Unha disolución do anómero α puro fará rotar o plano da luz polarizada un certo número de graos, que non coincidirá coa desviación observada no anómero β. Pode ser ademais que os dous anómeros desvíen para distinto lado (un á esquerda e outro á dereita) ou para o mesmo (pero distinto número de graos). Se na disolución hai unha mestura dos dous anómeros, a rotación óptica da disolución depende da rotación óptica de cada anómero e da súa proporción na disolución. Non obstante, a rotación óptica das disolución de azucres con isómeros α e β varía co tempo, o que constitúe o fenómeno da mutarrotación. Por exemplo, unha disolución acuosa de β-D-glicopiranosa pura ten unha rotación óptica específica de +18, 7. Porén, co paso do tempo, algunhas das moléculas de β-D-glicopiranosa convértense espontaneamente en α-D-glicopiranosa (cuxa rotación óptica en estado puro é de +112, 2). Como resultado, a rotación óptica da mestura das formas α e β en disolución vai aumentando conforme aumenta a conversión e se forman máis formas α, desde o +18, 7 inicial ata chegar a estabilizarse nun valor no equilibrio de +52, 7 A mestura en equilibrio ten un 64% def β-D-glicopiranosa e un 36% de α-D-glicopiranosa, aínda que hai tamén trazas pouco significativas doutras formas como furanosas e formas de cadea lineal. Se empezamos o experimento cunha disolución pura da forma α, unha parte das moléculas hanse converter na forma β e ao final chegarase a un valor de rotación óptica no equilibrio igual ao de antes, +52, 7.
Como cada substancia ten unha rotación óptica característica, coñecendo esta, pode utilizarse un polarímetro para medir a rotación óptica dunha mostra e calcular a proporción de anómeros presentes. Pode monitorizarse a mutarrotación ao longo do tempo ou determinarse a mestura no equilibrio observando como cambia a rotación óptica.