Хиральная путаница

 Роман Иванов

Израильские исследователи показали, что небиологические хиральные кристаллы встречаются гораздо чаще, чем считалось. Это должно помочь учёным из самых разных областей химической науки избежать возможной путаницы с термином «хиральность».

Два энантиомера одной хиральной структуры — соотносятся как левая и правая руки. (Иллюстрация Argonne National Laboratory.)

Этим термином описываются объекты, зеркальное изображение которых не может быть полностью совмещено с оригиналом: к примеру, левая и правая ладони человека хиральны. Химики-органики, а вслед за ними биохимики и генетики давно показали, насколько важно понимать и уметь распознавать «хиральность» молекул. Ведь оба зеркальных изображения (оригинал и его отражение), называемые энантиомерами, обычно имеют разные химические и абсолютно разные биохимические свойства.

Химики предполагают, что приблизительно 10% всех небиологических кристаллов, как и небиологических молекул, хиральны. Однако Давид Авнир и Шаим Дрызун из Иудейского университета в Иерусалиме (Израиль) внимательно изучили литературу, посвящённую занесённым в специализированную базу данных кристаллам, и обнаружили, что относительное содержание небиологических хиральных кристаллов достигает 23% — каждый четвертый! А значит, распространённость хиральности в небиологическом мире была явно недооценена. Это действительно очень важное наблюдение, поскольку заставляет по-иному взглянуть на многие твёрдые вещества, возможными хиральными свойствами которых так долго и столь последовательно пренебрегали. Маленький пример: неорганические гетерогенные твердотельные катализаторы (например, цеолиты) применяются в бесчисленных многотоннажных химических производствах; вполне возможно, что учёт хиральности такого катализатора мог бы поднять его селективность, реакционную способность или же просто привести к получению более чистых органических продуктов, без примесей нежелательного энантиомера.

Откуда же взялось такое «пренебрежение» одним из свойств вещества? Возможно, всё это произошло в том числе благодаря путанице, связанной с определением хиральности. Хиральность кристаллов зависит от того, к какой пространственной группе симметрии принадлежит данный представитель. Учёные поясняют, что на самом деле некоторые пространственные группы являются ахиральными, однако кристаллы, которые к ним принадлежат, всегда обладают свойством хиральности благодаря симметрии пространственной группы (о хиральных и ахиральных кристаллах можно почитать здесь).

Отчёт о проделанной работе и полученных результатах авторы представили в журнале Chemical Communications.

Остаётся ещё один вопрос, поиском ответа на который собираются заняться израильские учёные: почему известные небиологические хиральные кристаллы числом намного превосходят соответствующие хиральные молекулы.

Подготовлено по материалам Королевского химического общества.

Рейтинг публикации:

7

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: