Քիրալիզմ (քիմիա)

Կիրալիզմ(մոլեկուլային քիրալություն) - քիմիայի մեջ մոլեկուլի հատկությունն անհամատեղելի լինել իր հայելային պատկերի հետ եռաչափ տարածության մեջ պտույտների և տեղաշարժերի ցանկացած համակցությամբ:

Ֆերմենտները (և դրանք քիրալ են) հաճախ տարբերվում են քիրալային սուբստրատի երկու էնանտիոմերների միջև: Պատկերացրեք, որ ֆերմենտը ունի ձեռնոցաձեւ իջվածք, որը կապում է սուբստրատը: Եթե ​​ձեռնոցը աջ ձեռքով է, ապա մի էնանտիոմերը կմտնի ներս և կկապվի, մինչդեռ մյուս էնանտիոմերը լավ չի տեղավորվի, և կապելու քիչ հավանականություն կա: Ամինաթթուների D ձևը սովորաբար քաղցր է համով, մինչդեռ L ձևը սովորաբար անհամ է: Անանուխի տերևները և չաման սերմերը համապատասխանաբար պարունակում են L-carvone և D-carvone, կարվոնի էնանտիոմերներ: Նրանց հոտը տարբերվում է, քանի որ մարդկանց մեծամասնության հոտառության ընկալիչները պարունակում են նաև քիրալային մոլեկուլներ, որոնք տարբեր էնանտիոմերների առկայության դեպքում տարբեր կերպ են վարվում:

Քիրալիզմը դեղագիտության մեջ

Շատ քիրալ դեղամիջոցներ պատրաստվում են բարձր էնանտիոմետրիկ մաքրությամբ՝ պայմանավորված մյուս էնանտիոմերի (որը կարող է նույնիսկ թերապևտիկորեն ոչ ակտիվ լինել) կողմնակի ազդեցությունների պատճառով։

• Թալիդոմիդ: Թալիդոմիդը ռասեմիկ է: Մեկ էնանտիոմերն արդյունավետ է սրտխառնոցի դեմ, իսկ մյուսը՝ տերատոգեն: Այս դեպքում էնանտիոմերներից մեկի ընդունումը հղի հիվանդին չի օգնի, քանի որ երկու էնանտիոմերներն էլ հեշտությամբ փոխակերպվում են միմյանց։ Իսկ եթե դուք մարդուն տալիս եք այլ էնանտիոմեր, ապա հիվանդի պլազմայում առկա կլինեն և՛ D-, և՛ L-իզոմերները:
• Էթամբուտոլ. մի էնանտիոմերն օգտագործվում է տուբերկուլյոզի բուժման համար, մյուսը կուրություն է առաջացնում:
• Նապրոքսեն. Մեկ էնանտիոմերը բուժում է արթրիտը, իսկ մյուսը առաջացնում է լյարդի թունավորում՝ առանց անալգետիկ ազդեցության:
• Ստերոիդային ընկալիչների գտնվելու վայրը ցույց է տալիս նաև ստերեոիզոմերների առանձնահատկությունը:
• Պենիցիլինի ակտիվությունը ստերեոկախված է: Հակաբիոտիկը պետք է ընդօրինակի D-alanine շղթաները, որոնք առկա են բջջային պատերըբակտերիաները փոխազդում են տրանսպեպտիդազ ֆերմենտի հետ և աստիճանաբար կլանում այն:
• Միայն L-Inderal-ը հզոր ադրեներգիկ ընկալիչ է, մինչդեռ D-Inderal-ը՝ ոչ: Այնուամենայնիվ, անապրիլինի երկու իզոմերներն ունեն տեղային անզգայացնող ազդեցություն:
• L-մեթորֆանը (լևոմեթորֆանը) հզոր ափիոնային անալգետիկ է, մինչդեռ D-իզոմերը՝ դեքստրոմետորֆանը, դիսոցիատիվ հազը հանգստացնող միջոց է:
• S-carvedilol-ը, որը ադրենոընկալիչ-ռեակտիվ նյութ է, 100 անգամ ավելի շատ β-արգելափակող է, քան R(+) իզոմերը: Բայց երկու իզոմերներն էլ մոտավորապես հավասարապես արգելափակում են α-ընկալիչները:
• Պերվիտինի և ամֆետամինի D-իզոմերներն ուժեղ կենտրոնական նյարդային համակարգի խթանիչներ են, և երկուսի L-իզոմերները չունեն կենտրոնական նյարդային նյարդային համակարգի հիմնական խթանիչ հատկություններ, փոխարենը խթանում են PNS (ծայրամասային նյարդային համակարգը): Հետևաբար, Pervitin-ի L-իզոմերը հասանելի է որպես քթի միջոց, իսկ դեքստրոյզոմերը արգելված է բժշկական օգտագործման համար աշխարհի գրեթե բոլոր (հազվադեպ բացառություններով) երկրներում և խստորեն վերահսկվում է այնտեղ, որտեղ դա թույլատրվում է:
• S-amlodipine-ը՝ ամլոդիպինի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմերը, պատասխանատու է կալցիումի ալիքների շրջափակման և անոթների լայնացման համար։
• լևոսետիրիզին, RR-cytirizine, հակահիստամինային դեղամիջոց, ցիտիրիզինի բաղադրության մեջ գտնվող հիստամինային ընկալիչների ակտիվ արգելափակող:
• S-pantaprozole-ը՝ պանտապրոզոլի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմերը, ընտրողաբար արգելափակում է ստամոքսի լորձաթաղանթի պարիետալ բջիջների պրոտոնային պոմպը։
• R-rabeprozole-ը՝ ռաբեպրոզոլի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմերը, ընտրողաբար արգելափակում է ստամոքսի լորձաթաղանթի պարիետալ բջիջների պրոտոնային պոմպը։
• դեքսիբուպրոֆեն, իբուպրոֆենի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմեր, որը ընտրողաբար արգելափակում է ցիկլօքսիգենազը:
• դեքսկետոպրոֆեն, կետոպրոֆենի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմեր, որը ընտրողաբար արգելափակում է ցիկլօքսիգենազը:
• էսետոդոլակ, իետոդոլակի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմեր, որը ընտրողաբար և ընտրողաբար արգելափակում է ցիկլօքսիգենազը:
• Էսոմեպրազոլը՝ օմեպրոզոլի մաքուր օպտիկական ակտիվ իզոմերը, ընտրողաբար արգելափակում է ստամոքսի լորձաթաղանթի պարիետալ բջիջների պրոտոնային պոմպը։
• S-metoprolol, սրտի և արյան անոթների բետա-ադրեներգիկ ընկալիչների ընտրովի արգելափակող, մեկուսացված ռասեմիկ մետոպրոլոլից
• Լևոմիցետին.
• քինին.
• քինիդին.
• L-լիզին.
• L-թիրոքսին.
• L-dopa.
• լեվոտիրացետամ.
• R-sibutramine. Լայնորեն չի օգտագործվում (հավանաբար միայն Հնդկաստանում), քանի որ FDA-ն արգելում է ռասեմիկ սիբուտրամինի օգտագործումը գիրության բուժման համար՝ կողմնակի ազդեցությունների պատճառով: Ըստ հնդիկ հետազոտողների, R-sibutramine-ն առավելագույնս զուրկ է այս կողմնակի ազդեցություններից, սակայն R-sibutramine-ի արդյունավետությունը քաշի անվտանգ կորստի համար ապացուցված չէ:
• L-carnitine. Օգտագործվում է սննդային հավելումների մեջ։

Քիրալիզմը անօրգանական քիմիայում

Շատերը բարդ միացություններքիրալ են, օրինակ՝ հայտնի 2+ կոմպլեքսը, որում երեք բիպիրիդինային լիգանդներ ստանձնում են քիրալային պտուտակի դասավորություն։ Այս դեպքում ռութենիումի ատոմը կարելի է համարել ստերեոգեն կենտրոն՝ կետային քիրալություն ունեցող համալիրում։ Կոմպլեքսների երկու էնանտիոմերները, ինչպիսիք են 2+-ը, կարելի է անվանել Λ (պտուտակի ձախ շրջադարձը, որը նկարագրված է լիգանդներով) և Δ (աջ շրջադարձ): Hexol-ը քիրալային կոբալտ պարունակող համալիր է, որն առաջին անգամ հայտնաբերել է Ալֆրեդ Վերները։ Պինդ հեքսոլը կարևոր է որպես առաջին առանց ածխածնի նյութ, որն արտացոլում է օպտիկական ակտիվությունը:

Ամինների քիրալություն

Երրորդային ամինները քիրալ են ածխածին պարունակող միացություններին նման. ազոտի ատոմը կրում է չորս տարբեր փոխարինող խմբեր, ներառյալ միայնակ զույգը: Այնուամենայնիվ, ստերեոկենտրոնի ինվերսիայի էներգետիկ արգելքը սովորաբար կազմում է մոտ 30 կՋ/մոլ, ինչը նշանակում է, որ երկու ստերեոիզոմերներն արագ փոխակերպվում են միմյանց սենյակային ջերմաստիճանում: Արդյունքում, ամինները, ինչպիսիք են NHRR'-ը, չեն կարող ճանաչվել տեսողությամբ, բայց NRR'R'-ը կարող է ճանաչվել, երբ R, R' և R'-ը պարփակված են ցիկլային կառուցվածքներում:

Քիրալիզմը գրականության մեջ

Թեև Լյուիս Քերոլի օրոք քիրալիզմի մասին քիչ բան էր հայտնի, նրա աշխատությունը «Ալիսան ապակու միջով» պարունակում է նախազգուշական հղում. տարբեր տեսակներԷնանտիոմետրիկ դեղամիջոցների կենսաբանական ակտիվությունը. «Հնարավոր է, որ կաթը չի կարելի խմել», - ասաց Ալիսը իր կատվին: Ջեյմս Բլիշի «Սպոկը պետք է մեռնի» վեպում: մի շարք» Star TrekՊարզվում է, որ պարոն Սփոքի արտացոլած տախիոնը քիմիական նյութեր է գողանում բժշկական ծոցից և օգտագործում դրանք որոշակի ամինաթթուներ և հակառակ քիրալ իզոմերներ փոխակերպելու համար:

Աչիրականություն և նախասիրություն

Քիրալիզմի բացակայությունը նշվում է «ոչիրականություն» տերմինով։ Achiral մոլեկուլները կարող են դրսևորել ինդուկտիվ օպտիկական ակտիվություն: Մոլեկուլը համարվում է պրոխիրալ, եթե այն կարելի է քիրալ դարձնել՝ փոխարինելով մեկ ատոմ, ինչպիսին է ջրածնի ատոմը CH 2 BrCl-ում, ֆտորով: Երբ քիրալ և պրոխիրալ բեկորները միավորվում են մեկ մոլեկուլում, առաջանում է միջուկային դիաստերեոտոպիայի ֆենոմենը, որը դիտվում է միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրներում։ Սրա վրա է հիմնված մոլեկուլների քիրալությունը հայտնաբերելու մեթոդներից մեկը։

տես նաեւ

Նշումներ

Հղումներ

• Ա.ԲորիսովաՔիմիկոսները հարթեցրել են ածխածինը։ Gazeta.ru (30.07.2010). - Պարունակում է քիրալիայի որոշ հատկանիշների նկարագրություն: Արխիվացված օրիգինալից օգոստոսի 22, 2011-ին Վերցված է օգոստոսի 22, 2010։

Կառուցվածքային քիմիա
Քիմիական կապ.	Արոմատիկություն | Կովալենտային կապ | Իոնային կապ | Մետաղական միացում | Ջրածնային կապ | Դոնոր-ընդունող պարտատոմս | Տավտոմերիզմ ​​| Վան դեր Վալսի միացում
Կառուցվածքի ցուցադրում.	Ֆունկցիոնալ խումբ | Կառուցվածքային բանաձեւ | Օրգանական միացությունների կմախքային բանաձեւը | Քիմիական բանաձեւ | Լիգանդ | Կոորդինացիոն երկրաչափություն | Համակարգման ոլորտ
Էլեկտրոնային հատկություններ.	Էլեկտրոնեգատիվություն | Էլեկտրոնների մերձեցում | Իոնացման էներգիա | Քիմիական կապերի բևեռականություն | Octet կանոն

Նույն քիմիական կառուցվածքով մոլեկուլները կարող են տարբերվել տարածական կառուցվածքով, այսինքն. գոյություն ունեն տարածական իզոմերների տեսքով. ստերեոիզոմերներ.

Մոլեկուլների տարածական կառուցվածքը ատոմների և ատոմային խմբերի փոխադարձ դասավորությունն է եռաչափ տարածության մեջ։

ստերեոիզոմերներ- միացություններ, որոնց մոլեկուլներում առկա է ատոմների քիմիական կապերի նույն հաջորդականությունը, բայց տարածության մեջ այդ ատոմների տարբեր դասավորվածությունը միմյանց նկատմամբ:

Իր հերթին, ստերեոիզոմերները կարող են լինել կոնֆիգուրացիաԵվ կոնֆորմացիոն իզոմերներ, այսինքն՝ տարբերվում են համապատասխանաբար կազմաձևով և կոնֆորմացիայով .

Կոնֆիգուրացիա- սա ատոմների դասավորությունն է տարածության մեջ՝ առանց հաշվի առնելու այն տարբերությունները, որոնք առաջանում են միայնակ կապերի շուրջ պտտվելու պատճառով։

Կոնֆիգուրացիոն իզոմերները կարող են փոխակերպվել միմյանց՝ կոտրելով մեկը և ձևավորելով այլ քիմիական կապեր և կարող են գոյություն ունենալ առանձին որպես առանձին միացություններ: Դրանք բաժանվում են երկու հիմնական տեսակի՝ էնանտիոմերների և դիաստերեոմերների։ .

էնանտիոմերներ- միմյանց հետ կապված ստերեոիզոմերները որպես առարկա և անհամատեղելի հայելային պատկեր:

Միայն էնանտիոմերները գոյություն ունեն որպես էնանտիոմերներ: քիրալմոլեկուլները.

Կիրալիզմառարկայի հատկությունն է՝ անհամատեղելի լինել իր հայելային պատկերի հետ։ Chiral (հունարենից. գիր- ձեռք), կամ ասիմետրիկ, առարկաները ձախ և աջ ձեռքն են, ինչպես նաև ձեռնոցներ, կոշիկներ և այլն: Այս զույգ առարկաները ներկայացնում են առարկան և նրա հայելային պատկերը (նկ. 8, ա): Նման իրերը չեն կարող լիովին համակցվել միմյանց հետ:

Միևնույն ժամանակ, մեր շրջապատում կան բազմաթիվ առարկաներ, որոնք համատեղելի են իրենց հայելային պատկերի հետ, այսինքն՝ դրանք ախիրալ են (սիմետրիկ), օրինակ՝ ափսեներ, գդալներ, բաժակներ և այլն: Ախիրալ առարկաները ունեն համաչափության առնվազն մեկ հարթություն , որը առարկան բաժանում է երկու հայելային նույնական մասերի (տես նկ. 8, բ).

Նմանատիպ հարաբերություններ նկատվում են նաև մոլեկուլների աշխարհում, այսինքն՝ մոլեկուլները բաժանվում են քիրալային և աքիրալային։ Ախիրալ մոլեկուլներն ունեն համաչափության հարթություններ, քիրալները՝ ոչ։

Քիրալային մոլեկուլներն ունեն քիրալության մեկ կամ մի քանի կենտրոն։ IN օրգանական միացություններածխածնի ասիմետրիկ ատոմը առավել հաճախ հանդես է գալիս որպես քիրալության կենտրոն .

Բրինձ. 8.Քիրալ առարկայի (ա) և սիմետրիայի հարթության արտացոլանքը, որը կտրում է ախիրալ առարկան (բ)

Ասիմետրիկ ածխածնի ատոմն է, որը կապված է չորս տարբեր ատոմների կամ խմբերի:

Մոլեկուլի ստերեոքիմիական բանաձեւը պատկերելիս սովորաբար բաց է թողնվում ասիմետրիկ ածխածնի ատոմի «C» նշանը։

Որոշելու համար, թե մոլեկուլը քիրալ է, թե ոչ, անհրաժեշտ չէ այն ներկայացնել ստերեոքիմիական բանաձևով, բավական է ուշադիր դիտարկել նրա մեջ առկա բոլոր ածխածնի ատոմները։ Եթե ​​կա առնվազն մեկ ածխածնի ատոմ չորս տարբեր փոխարինողներով, ապա այս ածխածնի ատոմը ասիմետրիկ է, իսկ մոլեկուլը, հազվադեպ բացառություններով, քիրալ է։ Այսպիսով, երկու սպիրտներից՝ պրոպանոլ-2 և բութանոլ-2, առաջինը աքիրալ է (երկու CH 3 խմբեր C-2 ատոմում), իսկ երկրորդը՝ քիրալ, քանի որ իր մոլեկուլում C-2 ատոմում բոլոր չորս փոխարինիչները տարբեր են (H, OH, CH 3 և C 2 H 5): Ածխածնի ասիմետրիկ ատոմը երբեմն նշվում է աստղանիշով (C*):

Հետևաբար, բութանոլ-2 մոլեկուլն ի վիճակի է գոյություն ունենալ որպես էնանտիոմերների զույգ, որոնք չեն միանում տարածության մեջ (նկ. 9):

Բրինձ. 9.Բութանոլ-2-ի քիրալային մոլեկուլների էնանտիոմերները չեն միանում

Էնանտիոմերների հատկությունները.Էնանտիոմերներն ունեն նույն քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները (հալման և եռման կետեր, խտություն, լուծելիություն և այլն), բայց տարբեր օպտիկական ակտիվություն են ցուցաբերում, այսինքն. ե. ինքնաթիռը շեղելու ունակություն բևեռացված լույս.

Երբ այդպիսի լույսն անցնում է էնանտիոմերներից մեկի լուծույթով, բևեռացման հարթությունը նույն α անկյան տակ շեղվում է ձախ, մյուսը՝ աջ։ Ստանդարտ պայմաններին իջեցված α անկյան արժեքը օպտիկական ակտիվ նյութի հաստատունն է և կոչվում է կոնկրետ ռոտացիա[α]. Ձախ պտույտը նշվում է մինուս նշանով (-), աջ պտույտը նշվում է գումարած նշանով (+), իսկ էնանտիոմերները կոչվում են համապատասխանաբար ձախ և աջ պտույտ։

Էնանտիոմերների այլ անվանումներ կապված են օպտիկական ակտիվության դրսևորման հետ՝ օպտիկական իզոմերներ կամ օպտիկական հակապոդներ։

Յուրաքանչյուր քիրալային միացություն կարող է ունենալ նաև երրորդ, օպտիկապես ոչ ակտիվ ձևը. ռասեմատ. Բյուրեղային նյութերի համար սա սովորաբար ոչ միայն երկու էնանտիոմերի բյուրեղների մեխանիկական խառնուրդ է, այլ էնանտիոմերների կողմից ձևավորված նոր մոլեկուլային կառուցվածք: Ռասեմատները օպտիկապես ոչ ակտիվ են, քանի որ մի էնանտիոմերի ձախ պտույտը փոխհատուցվում է մյուսի հավասար քանակի ճիշտ պտույտով: Այս դեպքում միացման անվան առաջ երբեմն դրվում է գումարած-մինուս նշան (?):

Chirality-ը առարկայի անհամատեղելիությունն է իր հայելային պատկերի հետ եռաչափ տարածության մեջ պտույտների և տեղաշարժերի ցանկացած համադրությամբ: Խոսքը միայն իդեալական հարթ հայելու մասին է։ Այն աջլիկը վերածում է ձախլիկի և հակառակը։

Chirality-ը բնորոշ է բույսերին և կենդանիներին, իսկ տերմինն ինքնին գալիս է հունարենից։ χείρ - ձեռք.

Խաչմերուկներն ունեն աջ և ձախ պատյաններ և նույնիսկ աջ ու ձախ կտուցներ (նկ. 1):

1. ru.wikipedia.org/wiki/Klest-elovik#

«Հայելին» տարածված է անշունչ բնության մեջ (նկ. 2):

2. http://scienceblogs.com

Վերջերս նորաձեւ են դարձել «chiral», այսինքն՝ հայելային ժամացույցները (ուշադրություն դարձրեք թվատախտակի վրա գրվածին) (նկ. 3):

3. www.bookofjoe.com

Եվ նույնիսկ լեզվաբանության մեջ քիրալիզմի տեղ կա։ Սրանք պալինդրոմներ են՝ բառեր և նախադասություններ-հերթափոխիչներ, օրինակ՝ I WILL HIT UNCLE, AUNT RADUE, I will HIT AUNT, NUNcle RADUE կամ LEENSON - ԲՈԱ, ԲԱՅՑ ՆԱ ԴԺՈԽՈՂՈՒՄ ՔԻԹ ՉԻ ԿԵՐԵԼ։

Քիրալությունը շատ կարևոր է քիմիկոսների և դեղագործների համար: Քիմիան զբաղվում է նանոմաշտաբով առարկաների հետ ( բամբասանք«nano»-ն գալիս է հունարենից։ նάννος - թզուկ): Քիմիայի քիրալիզմին նվիրված է մենագրություն, որի շապիկին () - քիրալային սյուներ և երկու քիրալ հեքսահելիցենի մոլեկուլներ (սկսած խխունջ-Պարույր).

Իսկ բժշկության համար քիրալիայի նշանակությունը խորհրդանշվում է ամերիկյան ամսագրի հունիսյան համարի շապիկով Քիմիական կրթության ամսագիր 1996 թվականի համար (նկ. 4):

4. http://pubs.acs.org

Կողքին պատկերված է բարեսիրտ թափահարող պոչի շան կառուցվածքային բանաձեւպենիցիլամին. Շունը նայում է հայելու մեջ, և այնտեղից սարսափելի գազան է նայում նրան՝ մերկ ժանիքավոր բերանով, կրակից վառվող աչքերով և բիզ-բիզ մազերով։ Նույն կառուցվածքային բանաձեւը պատկերված է գազանի կողքին՝ առաջինի հայելային պատկերի տեսքով։ Պակաս խոսուն չէր այս համարում տպագրված քիրալ դեղամիջոցների մասին հոդվածի վերնագիրը՝ «Երբ թմրամիջոցների մոլեկուլները նայում են հայելու մեջ»։ Ինչու՞ է «հայելային արտացոլումը» այդքան կտրուկ փոխում մոլեկուլի տեսքը: Իսկ ինչպե՞ս իմացաք, որ երկու մոլեկուլները «հայելային հակապոդներ» են:

Լույսի և օպտիկական ակտիվության բևեռացում

Դեռևս Նյուտոնի ժամանակներից գիտության մեջ բանավեճ է եղել այն մասին, թե լույսը ալիք է, թե մասնիկ: Նյուտոնը կարծում էր, որ լույսը բաղկացած է երկու բևեռ ունեցող մասնիկներից՝ «հյուսիսային» և «հարավից»: Ֆրանսիացի ֆիզիկոս Էթյեն Լուի Մալուսը ներկայացրեց բևեռացված լույսի հայեցակարգը՝ մեկ «բևեռ» ուղղվածությամբ։ Մալուսի տեսությունը չհաստատվեց, բայց անունը մնաց։

1816 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ավգուստին Ժան Ֆրենելը արտահայտեց այն ժամանակվա համար անսովոր մի միտք, որ լույսի ալիքները լայնակի են, ինչպես ալիքները ջրի մակերեսին։

Ֆրենելը բացատրել է նաև լույսի բևեռացման ֆենոմենը՝ սովորական լույսի ներքո տատանումները պատահական են լինում՝ ճառագայթի ուղղությանը ուղղահայաց բոլոր ուղղություններով։ Բայց, անցնելով որոշ բյուրեղների միջով, օրինակ՝ իսլանդական սպար կամ տուրմալին, լույսը ձեռք է բերում հատուկ հատկություններՆրանում ալիքները տատանվում են միայն մեկ հարթությունում: Պատկերավոր ասած՝ նման լույսի ճառագայթը նման է բրդյա թելի, որը ձգվում է երկու սուր ածելիների միջև գտնվող նեղ բացվածքով։ Եթե ​​երկրորդ նմանատիպ բյուրեղը տեղադրվի առաջինին ուղղահայաց, բևեռացված լույսը չի անցնի դրա միջով:

Հնարավոր է տարբերակել սովորական լույսը բևեռացված լույսից օպտիկական սարքերի օգնությամբ՝ բևեռաչափեր; դրանք օգտագործվում են, օրինակ, լուսանկարիչների կողմից. բևեռացնող ֆիլտրերը օգնում են ազատվել լուսանկարում առկա փայլից, որն առաջանում է, երբ լույսը արտացոլվում է ջրի երեսից:

Պարզվեց, որ երբ բևեռացված լույսն անցնում է որոշ նյութերի միջով, բևեռացման հարթությունը պտտվում է։ Այս երեւույթն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1811 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ֆրանսուա Դոմինիկ Արագոյի կողմից քվարց բյուրեղներում։ Դա պայմանավորված է բյուրեղի կառուցվածքով: Բնական քվարց բյուրեղները ասիմետրիկ են, և դրանք երկու տեսակի են, որոնք տարբերվում են իրենց ձևով, ինչպես առարկան իր հայելային պատկերից։ Այս բյուրեղները պտտում են լույսի բևեռացման հարթությունը հակառակ ուղղություններով. նրանց անվանում էին աջլիկ և ձախլիկ։

1815 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ժան Բատիստ Բիոն և գերմանացի ֆիզիկոս Թոմաս Յոհան Զեբեքը պարզեցին, որ որոշ օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են շաքարը և տորպենտինը, նույնպես կարող են պտտել բևեռացման հարթությունը ոչ միայն բյուրեղային, այլև հեղուկ, լուծված և նույնիսկ գազային վիճակում: Պարզվեց, որ յուրաքանչյուր «գունավոր ճառագայթ» սպիտակ լույսմիանում է տարբեր անկյուն. Բևեռացման հարթությունը ամենաշատը պտտվում է մանուշակագույն ճառագայթների համար, ամենաքիչը կարմիրի համար: Հետևաբար, բևեռացված լույսի ներքո անգույն նյութը կարող է գունավորվել:

Ինչպես բյուրեղների դեպքում, որոշները քիմիական միացություններկարող է գոյություն ունենալ ինչպես աջակողմյան, այնպես էլ ձախլիկ սորտերի տեսքով: Այնուամենայնիվ, անհասկանալի մնաց, թե մոլեկուլների ինչ հատկության հետ է կապված այս երևույթը՝ ամենահիմնավորը քիմիական վերլուծությունչկարողացա նրանց միջև որևէ տարբերություն գտնել: Նյութերի նման տարատեսակները կոչվում էին օպտիկական իզոմերներ, իսկ իրենք՝ միացությունները՝ օպտիկական ակտիվ։ Պարզվեց, որ օպտիկ ակտիվ նյութերկա իզոմերների երրորդ տեսակ՝ օպտիկապես ոչ ակտիվ: Սա հայտնաբերվել է 1830 թվականին հայտնի շվեդ քիմիկոս Յոնս Յակոբ Բերզելիուսի կողմից. C 4 H 6 O 6 գինձաթթուն օպտիկապես ոչ ակտիվ է, և ճիշտ նույն բաղադրության գինեաթթուն լուծույթում ունի աջակողմյան պտույտ։ Բայց ոչ ոք չգիտեր, թե արդյոք գոյություն ունի ոչ բնական «ձախ» գինու թթու՝ դեքստրոտատորի հակապոդը:

Պաստերի հայտնագործությունը

Լուի Պաստեր (https://ru.wikipedia.org)

Ֆիզիկայի բյուրեղների օպտիկական ակտիվությունը կապված էր դրանց անհամաչափության հետ. լիովին սիմետրիկ բյուրեղներ, ինչպիսիք են խորանարդ բյուրեղները սեղանի աղ, օպտիկապես ոչ ակտիվ են: Մոլեկուլների օպտիկական ակտիվության պատճառը երկար ժամանակ ամբողջովին խորհրդավոր մնաց։ Առաջին հայտնագործությունը, որը լույս սփռեց այս երեւույթի վրա, արվել է 1848 թվականին այն ժամանակ անհայտ ֆրանսիացի գիտնական Լուի Պաստերի կողմից։ Դեռ ուսանողության տարիներին նա սկսեց հետաքրքրվել քիմիայով և բյուրեղագրությամբ՝ աշխատելով վերոհիշյալ Ժան Բատիստ Բիոյի և ֆրանսիացի ականավոր օրգանական քիմիկոս Ժան Բատիստ Դյումայի ղեկավարությամբ։ Փարիզի Բարձրագույն նորմալ դպրոցն ավարտելուց հետո երիտասարդ (նա ընդամենը 26 տարեկան էր) Պաստերն աշխատում էր Անտուան ​​Բալարի մոտ որպես լաբորանտ։ Բալարն արդեն հայտնի քիմիկոս էր, ով 22 տարի առաջ հայտնի էր դարձել նոր տարրի՝ բրոմի հայտնաբերմամբ։ Նա իր օգնականին տվեց բյուրեղագիտության թեմա՝ չակնկալելով, որ դա կհանգեցնի ակնառու հայտնագործության։

Իր հետազոտության ընթացքում Պաստերը պատրաստեց օպտիկապես ոչ ակտիվ գինաթթվի նատրիումի ամոնիումի աղի լուծույթ և ստացավ այս աղի գեղեցիկ պրիզմատիկ բյուրեղներ՝ դանդաղորեն գոլորշիացնելով ջուրը։ Այս բյուրեղները, ի տարբերություն գինու թթվի բյուրեղների, պարզվել է, որ ասիմետրիկ են։ Բյուրեղներից ոմանք ունեին մեկ բնորոշ դեմք աջ կողմում, իսկ մյուսները՝ ձախ կողմում, և երկու տեսակի բյուրեղների ձևը, կարծես, միմյանց հայելային պատկերն էր:

Այդ և մյուս բյուրեղները հավասարապես ստացվեցին։ Իմանալով, որ նման դեպքերում քվարցի բյուրեղները պտտվում են տարբեր ուղղություններով, Պաստերը որոշեց ստուգել, ​​թե արդյոք այդ երեւույթը կնկատվի իր ստացած աղի վրա։ Զինված խոշորացույցով և պինցետով՝ Պաստերը զգուշորեն բյուրեղները բաժանեց երկու կույտի։ Նրանց լուծույթները, ինչպես և սպասվում էր, ունեին հակառակ օպտիկական պտույտ, իսկ լուծույթների խառնուրդը օպտիկապես ոչ ակտիվ էր (աջ և ձախ բևեռացումները փոխադարձաբար փոխհատուցվեցին)։ Պաստերը դրանով չի սահմանափակվել. Երկու լուծույթներից յուրաքանչյուրից ուժեղ ծծմբական թթվի օգնությամբ նա տեղահանեց ավելի թույլ օրգանական թթուն։ Կարելի էր ենթադրել, որ երկու դեպքում էլ կստացվի սկզբնական գինու թթուն, որը օպտիկապես ոչ ակտիվ է: Սակայն պարզվեց, որ մի լուծույթից դա ամենևին էլ խաղողի թթու չէ, այլ հայտնի dextrorotatory tartaric թթու, իսկ մեկ այլ լուծույթից ստացվել է նաև գիննաթթու, բայց պտտվող դեպի ձախ! Այս թթուները կոչվում են դ- գինի (լատ. ճարտար- ճիշտ) և լ- գինի (լատ. laevus- ձախ). Հետագայում օպտիկական պտույտի ուղղությունը սկսեց նշանակվել (+) և (-) նշաններով, իսկ մոլեկուլի բացարձակ կազմաձևումը տարածության մեջ՝ տառերով։ ՌԵվ Ս.Այսպիսով, ոչ ակտիվ գինետաթթուն պարզվեց, որ հավասար քանակությամբ հայտնի «աջ» գինեթթվի և նախկինում անհայտ «ձախ» թթվի խառնուրդ է: Այդ պատճառով նրանց մոլեկուլների հավասար խառնուրդը բյուրեղում կամ լուծույթում օպտիկական ակտիվություն չունի։ Նման խառնուրդի համար սկսել են օգտագործել «ռասեմատ» անվանումը՝ լատ. ռասեմուս-խաղող. Երկու հակապոդներ, որոնք հավասար քանակությամբ խառնվելիս տալիս են օպտիկապես ոչ ակտիվ խառնուրդ, կոչվում են էնանտիոմերներ (հունարեն έναντίος-ից): - հակառակ):

Գիտակցելով իր փորձի նշանակությունը՝ Պաստերը դուրս վազեց լաբորատորիայից և, հանդիպելով ֆիզիկայի կաբինետում լաբորանտին, շտապեց նրա մոտ և բացականչեց. Ի դեպ, Պաստերի բախտը բերել է նյութի հարցում. ապագայում քիմիկոսները հայտնաբերել են օպտիկականորեն տարբեր բյուրեղների խառնուրդի որոշակի ջերմաստիճանում բյուրեղացման միայն մի քանի նմանատիպ դեպքեր, որոնք բավականաչափ մեծ են, որպեսզի դրանք առանձնացվեն խոշորացույցի տակ պինցետներով:

Պաստերը հայտնաբերել է ևս երկու մեթոդ՝ ռասեմատը երկու հակապոդների բաժանելու համար։ Կենսաքիմիական մեթոդը հիմնված է որոշ միկրոօրգանիզմների ընտրողական ունակության վրա՝ կլանելու իզոմերներից միայն մեկը։ Գերմանիա կատարած այցի ժամանակ դեղագործներից մեկը նրան տվել է խաղողի թթու վաղեմի շիշ, որի մեջ կանաչ բորբոսն է առաջացել։ Իր լաբորատորիայում Պաստերը հայտնաբերեց, որ ժամանակին ոչ ակտիվ թթուն դարձել է ձախլիկ: Պարզվել է, որ կանաչ բորբոս բորբոս Penicillum glaucum«ուտում» է միայն աջ իզոմերը՝ ձախը թողնելով անփոփոխ։ Այս կաղապարը նույն ազդեցությունն է ունենում մանդելիկ թթվի ռասեմատի վրա, միայն թե այս դեպքում այն ​​«ուտում է» վերևորոտիչ իզոմերը՝ առանց դիպչելու դեքստրոտատորին։

Ռասեմատների առանձնացման երրորդ ճանապարհը զուտ քիմիական էր: Նրա համար անհրաժեշտ էր ունենալ օպտիկական ակտիվ նյութ, որը ռասեմիկ խառնուրդի հետ փոխազդեցության դեպքում տարբեր կերպ կկապվեր էնանտիոմերներից յուրաքանչյուրի հետ։ Արդյունքում, խառնուրդի երկու նյութերը չեն լինի հակապոդներ (էնանտիոմերներ) և կարող են առանձնացվել որպես երկու տարբեր նյութեր։ Դա կարելի է բացատրել ինքնաթիռի նման մոդելով։ Վերցնենք երկու հակապոդների խառնուրդ՝ I և R։ Նրանց քիմիական հատկությունները նույնն են։ Եկեք խառնուրդի մեջ ներմուծենք ասիմետրիկ (քիրալ) բաղադրիչ, օրինակ՝ Z, որը կարող է արձագանքել այս էնանտիոմերների ցանկացած տեղամասի հետ: Ստանում ենք երկու նյութ՝ Ի Զև ԶՌ (կամ Ի Զև Ռ.Զ.): Այս կառույցները հայելու սիմետրիկ չեն, ուստի այդպիսի նյութերը կտարբերվեն զուտ ֆիզիկապես (հալման կետ, լուծելիություն, այլ բան) և դրանք կարող են առանձնացվել։

Պաստերը շատ այլ բացահայտումներ արեց, այդ թվում՝ սիբիրյան խոցի և կատաղության դեմ պատվաստումները, ներկայացրեց ասեպտիկ և հակասեպտիկ մեթոդներ։

Պաստերի ուսումնասիրությունը, ապացուցելով օպտիկապես ոչ ակտիվ միացությունը հակապոդների՝ էնանտիոմերների «բաժանման» հնարավորությունը, սկզբում անվստահություն առաջացրեց շատ քիմիկոսների մոտ, սակայն, ինչպես նրա հետագա աշխատանքը, այն գրավեց գիտնականների ուշադրությունը: Շուտով ֆրանսիացի քիմիկոս Ժոզեֆ Աշիլ Լե Բելը, օգտագործելով Պաստերի երրորդ մեթոդը, մի քանի սպիրտներ բաժանեց օպտիկական ակտիվ հակապոդների։ Գերմանացի քիմիկոս Յոհան Վիսլիսենուսը հաստատեց, որ գոյություն ունի երկու կաթնաթթու՝ օպտիկապես ոչ ակտիվ, որը ձևավորվում է թթու կաթում (ֆերմենտացված կաթնաթթու) և դեկստրոտատոր, որը հայտնվում է աշխատող մկանում (միս-կաթնաթթու): Այդպիսի օրինակներ ավելի ու ավելի շատ էին, և անհրաժեշտ էր տեսություն՝ բացատրելու, թե ինչպես են հակապոդների մոլեկուլները տարբերվում միմյանցից։

Վան Հոֆի տեսություն

Յակոբ Հենդրիկ վանտ Հոֆ (https://ru.wikipedia.org)

Նման տեսություն է ստեղծել երիտասարդ հոլանդացի գիտնական Յակոբ Հենդրիկ Վան Հոֆը, ով 1901թ. Նոբելյան մրցանակքիմիայի մեջ։ Նրա տեսության համաձայն՝ մոլեկուլները, ինչպես բյուրեղները, կարող են լինել քիրալ՝ «աջ» և «ձախ»՝ լինելով միմյանց հայելային պատկերը։ Ամենապարզ օրինակը- մոլեկուլներ, որոնցում կա այսպես կոչված ասիմետրիկ ածխածնի ատոմ, որը շրջապատված է չորս տարբեր խմբերով: Սա կարելի է ցույց տալ՝ օգտագործելով ամենապարզ ամինաթթու ալանինը որպես օրինակ: Երկու պատկերված մոլեկուլները չեն կարող միավորվել տարածության մեջ որևէ պտույտով։

Շատ գիտնականներ անվստահությամբ արձագանքեցին Վանտ Հոֆի տեսությանը: Իսկ գերմանացի հայտնի օրգանական քիմիկոս, ականավոր փորձարար, Լայպցիգի համալսարանի պրոֆեսոր Ադոլֆ Կոլբեն ներխուժել է անպարկեշտ կոշտ հոդված. Journal fur praktische Chemie«Zeiche der Zeit» («Ժամանակների նշաններ») չարամիտ վերնագրով։ Նա Վանտ Հոֆի տեսությունը համեմատեց «մարդկային մտքի տականքների» հետ՝ «նորաձև հագուստ հագած և դեմքը սպիտակով ու կարմրագույնով ծածկող կոկոտի հետ՝ արժանապատիվ հասարակության մեջ մտնելու համար, որտեղ նրա համար տեղ չկա»։ Կոլբեն գրել է, որ « Որոշ բժիշկ Վան Հոֆը, ով պաշտոն է զբաղեցնում Ուտրեխտի անասնաբուժական դպրոցում, ակնհայտորեն չի սիրում ճշգրիտ քիմիական հետազոտությունները: Նրա համար ավելի հաճելի էր նստել Պեգասուսի վրա (հավանաբար փոխառված է անասնաբուժական դպրոցից) և պատմել աշխարհին, թե ինչ է տեսել քիմիական Պառնասից… Իրական հետազոտողները զարմացած են, թե ինչպես են գրեթե անհայտ քիմիկոսներն այդքան վստահորեն դատում քիմիայի ամենաբարձր խնդիրը՝ ատոմների տարածական դիրքի հարցը, որը, հավանաբար, երբեք չի լուծվի գիտական ​​և ոչ հեռու հարցերից: Իսկ այդպիսի քիմիկոսներին պետք է դուրս հանել իրական գիտնականների շարքից և հաշվի առնել բնափիլիսոփաների ճամբարի հետ, որոնք շատ քիչ են տարբերվում հոգևորականներից։».

Ժամանակի ընթացքում վանտ Հոֆի տեսությունը լիարժեք ճանաչում ձեռք բերեց։ Յուրաքանչյուր քիմիկոս գիտի, որ եթե խառնուրդում կան հավասար թվով «աջ» և «ձախ» մոլեկուլներ, ապա նյութը որպես ամբողջություն օպտիկապես ոչ ակտիվ կլինի: Հենց այս նյութերն են ստացվում կոլբայի մեջ պայմանական քիմիական սինթեզի արդյունքում։ Եվ միայն կենդանի օրգանիզմներում ասիմետրիկ նյութերի, օրինակ՝ ֆերմենտների մասնակցությամբ, առաջանում են ասիմետրիկ միացություններ։ Այսպիսով, բնության մեջ գերակշռում են միայն մեկ կոնֆիգուրացիայի ամինաթթուները և շաքարները, և դրանց հակապոդների ձևավորումը ճնշվում է: Որոշ դեպքերում տարբեր էնանտիոմերներ կարելի է առանձնացնել առանց որևէ գործիքի, երբ նրանք տարբեր կերպ են փոխազդում մեր մարմնի ասիմետրիկ ընկալիչների հետ: Վառ օրինակ է ամինաթթու լեյցինը. նրա dextrorotatory isomer-ը քաղցր է, իսկ վերևորատիվը՝ դառը:

Իհարկե, անմիջապես հարց է ծագում, թե ինչպես Երկրի վրա հայտնվեցին առաջին օպտիկական ակտիվ քիմիական միացությունները, օրինակ՝ նույն բնական դեկստրոտորային քարաթթուն, կամ ինչպես առաջացան «ասիմետրիկ» միկրոօրգանիզմները, որոնք սնվում են էնանտիոմերից միայն մեկով: Իսկապես, մարդու բացակայության դեպքում չկար մեկը, որ կատարեր օպտիկական ակտիվ նյութերի ուղղորդված սինթեզ, չկար մեկը, որ բյուրեղները բաժաներ աջ ու ձախ: Սակայն նման հարցերն այնքան բարդ են ստացվել, որ մինչ օրս դրանց միանշանակ պատասխան չկա։ Գիտնականները միայն համաձայն են, որ կան ասիմետրիկ անօրգանական կամ ֆիզիկական նյութեր (ասիմետրիկ կատալիզատորներ, բևեռացված արևի լույս, բևեռացված մագնիսական դաշտ), որոնք կարող են սկզբնական խթան հաղորդել օրգանական նյութերի ասիմետրիկ սինթեզին: Նմանատիպ երևույթ ենք նկատում «մատերիա-հականյութ» անհամաչափության դեպքում, քանի որ ամեն ինչ տիեզերական մարմիններբաղկացած է միայն նյութից, և ընտրությունը տեղի է ունեցել տիեզերքի ձևավորման ամենավաղ փուլերում:

Chiral դեղեր

Քիմիկոսները հաճախ էնանտիոմերներն անվանում են մեկ միացություն, քանի որ նրանց քիմիական հատկությունները նույնական են: Սակայն նրանց կենսաբանական ակտիվությունը կարող է բոլորովին այլ լինել։ Մարդը քիրալ էակ է: Եվ դա վերաբերում է ոչ միայն տեսքը. «Աջ» և «ձախ» դեղամիջոցները, փոխազդելով մարմնի քիրալային մոլեկուլների հետ, ինչպիսիք են ֆերմենտները, կարող են տարբեր կերպ գործել: «Ճիշտ» դեղը տեղավորվում է իր ընկալիչի մեջ, ինչպես կողպեքի բանալին և սկսում է ցանկալի կենսաքիմիական ռեակցիան։ «Սխալ» հակապոդի գործողությունը կարելի է համեմատել հյուրի ձախ ձեռքը աջ ձեռքով սեղմելու փորձի հետ: Օպտիկապես մաքուր էնանտիոմերների անհրաժեշտությունը բացատրվում է նաև նրանով, որ հաճախ դրանցից միայն մեկն ունի անհրաժեշտ թերապևտիկ ազդեցություն, մինչդեռ երկրորդ հակապոդը լավագույն դեպքում կարող է անօգուտ լինել, իսկ վատագույն դեպքում՝ առաջացնել անցանկալի կողմնակի ազդեցություններ։
ազդեցություն կամ նույնիսկ թունավոր լինել: Սա ակնհայտ դարձավ սենսացիոնից հետո ողբերգական պատմությունթալիդոմիդի հետ, դեղամիջոց, որը նշանակվել է հղի կանանց 1960-ականներին որպես արդյունավետ քնաբեր և հանգստացնող միջոց: Սակայն ժամանակի ընթացքում դրսևորվեց նրա կողմնակի տերատոգեն (հունարենից τέρας - հրեշ) գործողությունը, և.
շատ երեխաներ ծնվել են բնածին դեֆորմացիաներով: Միայն 1980-ականների վերջից պարզ դարձավ, որ թալիդոմիդի էնանտիոմերներից միայն մեկը՝ դեկստրոտորային էնանտիոմերը, եղել է դժբախտության պատճառը, և միայն լևորոտացիոն իզոմերը հզոր հանգստացնող է: Ցավոք, դեղաչափային ձևերի գործողության նման տարբերությունը նախկինում հայտնի չէր, ուստի շուկայում վաճառվող թալիդոմիդը երկու հակապոդների ռասեմիկ խառնուրդ էր: Նրանք տարբերվում են մոլեկուլի երկու բեկորների տարածության մեջ փոխադարձ դասավորությամբ։

Եվս մեկ օրինակ. Պենիցիլամինը, որի կառուցվածքը նկարված է շան վրա, իսկ գայլի վրա՝ ամսագրի շապիկին, ամինաթթվի ցիստեինի բավականին պարզ ածանցյալ է: Այս նյութը օգտագործվում է պղնձով, սնդիկի, կապարի և այլ ծանր մետաղներով սուր և քրոնիկ թունավորումների համար, քանի որ այն ունի այդ մետաղների իոնների հետ ուժեղ բարդույթներ ձևավորելու հատկություն. առաջացած բարդույթները հեռացվում են երիկամներով։ Պենիցիլամինը նույնպես օգտագործվում է տարբեր ձևերռևմատոիդ արթրիտ, որոշ այլ դեպքերում. Այս դեպքում օգտագործվում է միայն դեղամիջոցի «ձախ» ձևը, քանի որ «աջ» ձևը թունավոր է և կարող է հանգեցնել կուրության:

Պատահում է նաև, որ յուրաքանչյուր էնանտիոմեր ունի իր հատուկ գործողությունը: Այսպիսով, լևորոտացիոն S-թիրոքսին ( դեղորայքԼևոտոիդը վահանաձև գեղձի բնական հորմոն է: Իսկ աջ պտտվող R-թիրոքսինը (դեքստրիդ) նվազեցնում է արյան խոլեստերինը: Որոշ արտադրողներ նման դեպքերի համար առաջարկում են պալինդրոմիկ ֆիրմային անվանումներ, օրինակ՝ դարվոն և նովրադ՝ համապատասխանաբար սինթետիկ թմրամիջոցների ցավազրկող և հազի դեղամիջոցի համար:

Ներկայումս շատ դեղամիջոցներ արտադրվում են օպտիկական մաքուր միացությունների տեսքով։ Դրանք ստացվում են երեք եղանակով՝ ռասեմիկ խառնուրդների տարանջատում, բնական օպտիկական ակտիվ միացությունների փոփոխում և ուղղակի սինթեզ։ Վերջինս պահանջում է նաև քիրալային աղբյուրներ, քանի որ ցանկացած այլ ավանդական սինթետիկ մեթոդ տալիս է ռասեմատ: Սա, ի դեպ, որոշ դեղերի շատ բարձր արժեքի պատճառներից մեկն է, քանի որ դրանցից միայն մեկի ուղղորդված սինթեզը. դժվար գործ. Հետևաբար, զարմանալի չէ, որ աշխարհում արտադրվող բազմաթիվ սինթետիկ քիրալ դեղամիջոցներից միայն մի փոքր մասն է օպտիկական մաքուր, մնացածը ռասեմատներ են:

Իլյա Լինսոն,
քնքուշ. քիմ. Գիտություններ, արվեստ. գիտական համագործակցող Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի քիմիայի ֆակուլտետ

Կառուցվածքային իզոմերների հետ միասին ալկանների շարքում կան տարածական իզոմերներ։ Սա կարելի է ներկայացնել 3-մեթիլհեքսանի օրինակով։

Ածխածնի ատոմը, որը նշանակված է C*, կապված է չորս տարբեր խմբերի: Այս ածխաջրածինում, ատոմների միացման նույն կարգով, ալկիլ խմբերը կարող են տարբեր կերպով տեղակայվել C* ածխածնի ատոմի շուրջ տարածության մեջ։ Հարթության վրա տարածական իզոմերները պատկերելու մի քանի եղանակ կա (նկ. 6.1, 6.2):

Բրինձ. 6.1. Ծավալային պատկեր՝ օգտագործելով «սեպեր»

Բրինձ. 6.2. Պրոյեկցիոն բանաձևերՖիշեր

Նկար 6.2-ում C* ածխածնի ատոմը գտնվում է կենտրոնում, հորիզոնական գիծը ցույց է տալիս կապը C* ածխածնի և գծագրության հարթության առջև ցցված խմբերի միջև, իսկ ուղղահայաց գիծը ցույց է տալիս կապը C* ատոմի և գծագրության հարթության հետևում գտնվող խմբերի միջև: Ֆիշերի պրոյեկցիաները կարող են պտտվել միայն գծագրության հարթության մեջ և միայն 180 աստիճանով, ոչ թե 90 աստիճանով կամ 270 աստիճանով: Այս բանաձևերը ներկայացնում են երկու տարբեր միացություններ: Նրանք տարբերվում են միմյանցից այնպես, ինչպես առարկան և նրա հայելային պատկերը, կամ ինչպես աջ ու ձախ ձեռքը։ Ձախ և աջ ձեռքերը երկու առարկաներ են, որոնք շատ նման են միմյանց, բայց անհնար է դրանք համատեղել (ձախ ձեռնոցը չդնել աջ ձեռքին), ինչը նշանակում է, որ դրանք երկու տարբեր առարկաներ են։

Երկու միացություններ՝ առարկան և նրա հայելային պատկերը (I և II), որոնք միմյանց հետ անհամատեղելի են, կոչվում են էնանտիոմերներ (հունարեն «enantio» - հակառակ):

Միացության էնանտիոմերների տեսքով գոյության հատկությունը կոչվում է քիրալություն (հունարեն «chiros» - ձեռք), իսկ ինքնին միացությունը կոչվում է քիրալ։

3-մեթիլհեքսանի մոլեկուլը չունի համաչափության հարթություն և, հետևաբար, կարող է գոյություն ունենալ էնանտիոմերների տեսքով (տես նկ. 6.1):

Մոլեկուլը քիրալություն ունի, եթե չունի համաչափության հարթություն։ Կան մի շարք կառուցվածքային տարրեր, որոնք կարող են մոլեկուլը դարձնել ոչ նույնական իր հայելային պատկերին: Դրանցից ամենակարեւորը քիրալային ածխածնի ատոմն է:

Քիրալային ատոմը կամ քիրալային կենտրոնը ածխածնի ատոմ է, որը կապված է չորս տարբեր խմբերի և նշանակված է C*:

Մոլեկուլը, որում երկու կամ ավելի նույնական խմբեր կցված են ածխածնի ատոմին, ունի համաչափության հարթություն և, հետևաբար, չունի քիրալություն, քանի որ մոլեկուլը և նրա հայելային պատկերը նույնական են: Նման մոլեկուլները կոչվում են ախիրալ .

Օրինակ, իզոպենտանը չի կարող գոյություն ունենալ որպես էնանտիոմեր և չունի քիրալություն։

Էնանտիոմերները նույնն են ցուցադրում ֆիզիկական հատկություններ, բացի մեկից. Օրինակ, 2-բրոմբուտանի մոլեկուլը գոյություն ունի որպես երկու էնանտիոմեր։ Նրանք ունեն նույն եռման կետը, հալման կետը, խտությունը, լուծելիությունը, բեկման ինդեքսը։ Մեկ էնանտիոմերը կարելի է տարբերել մյուսից հարթ բևեռացված լույսի պտտման նշանով։ Էնանտիոմերները բևեռացված լույսի հարթությունը պտտում են նույն անկյան տակ, բայց տարբեր ուղղություններով. մեկը՝ ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, մյուսը՝ նույն անկյան տակ, բայց հակառակ ուղղությամբ:

Էնանտիոմերներն ունեն նույն քիմիական հատկությունները, նրանց փոխազդեցության արագությունը քիրալություն չունեցող ռեագենտների հետ նույնն է։ Օպտիկապես ակտիվ ռեագենտով ռեակցիայի դեպքում էնանտիոմերների ռեակցիայի արագությունները տարբեր են։ Երբեմն դրանք այնքան են տարբերվում, որ տվյալ ռեագենտի ռեակցիան էնանտիոմերներից մեկի հետ ընդհանրապես չի ընթանում։

Կյանքի համար շատ կարևոր և անհրաժեշտ մոլեկուլներ գոյություն ունեն երկու ձևով. Այս երկու ձևերը քիրալ են, քանի որ իդեալական հարթ հայելու մեջ դրանց արտացոլումները չեն կարող վերադրվել: Նրանք միմյանց հետ կապված են ձախ և աջ ձեռքի պես: Հետեւաբար, այս գույքը կոչվում է քիրալություն(հունարեն cheir-ից - ձեռք):

Մոլեկուլների երկու ձևերը կոչվում են էնանտիոմերներկամ օպտիկական իզոմերներ. Էնանտիոմերներն ունեն քիրալության հակառակ նշանակությունը, այսինքն. հակառակ կոնֆիգուրացիա: Էնանտիոմերներից մեկը հարթ բևեռացված լույսի բևեռացման հարթությունը պտտում է դեպի աջ, իսկ մյուս էնանտիոմերը պտտում է ճիշտ նույն անկյունը դեպի ձախ։

Բյուրեղի կամ մոլեկուլի քիրալությունը որոշվում է դրանցով համաչափություն. Մոլեկուլ ախիրալ (ոչ քիրալ), եթե և միայն եթե ունի ոչ պատշաճ ռոտացիայի առանցք, այսինքն՝ n-ապատիկ պտույտը (պտույտը 360°/n-ով) այս առանցքին ուղղահայաց հարթության մեջ հետագա անդրադարձմամբ մոլեկուլն արտացոլում է իր վրա։ Այսպիսով, մոլեկուլը քիրալ, եթե այն չունի նման առանցք, այսինքն. եթե չկան համաչափության այլ գործողություններ, բացի ինքնության փոխակերպումից, որը կարտացոլի մոլեկուլն իր վրա: Քանի որ քիրալային մոլեկուլները նման համաչափություն չունեն, դրանք կոչվում են անհամաչափ. Նրանք պարտադիր չէ, որ ասիմետրիկ լինեն (այսինքն՝ առանց համաչափության), քանի որ կարող են ունենալ այլ ձևեր։ համաչափություն. Այնուամենայնիվ, բոլոր ամինաթթուները (բացի գլիցինից) և շատ շաքարներ իսկապես և՛ ասիմետրիկ են, և՛ անհամաչափ:

Կիրալիզմ և կյանք

Գործնականում բոլոր կենսաբանական պոլիմերները պետք է լինեն հոմոխիրալ, որպեսզի գործեն (դրանց բոլոր բաղկացուցիչ մոնոմերներն ունեն նույն ուղղությունը: Մեկ այլ տերմին օգտագործվում է օպտիկական մաքուր կամ 100% օպտիկական ակտիվ): Սպիտակուցներում պարունակվող բոլոր ամինաթթուները «ձախ ձեռքի» են, մինչդեռ ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի և նյութափոխանակության ուղիների բոլոր շաքարները «աջ ձեռքի» են:

50% աջ և 50% ձախ ձևերի խառնուրդը կոչվում է ռասեմատկամ ռասեմիկ խառնուրդ. Ռացեմիկ պոլիպեպտիդները չեն կարող ձևավորել ֆերմենտների կողմից պահանջվող հատուկ ձևերը, քանի որ այս դեպքում նրանց կողային շղթաները պատահականորեն դուրս են մնում: Բացի այդ, սխալ քիրալիզմով ամինաթթուն ոչնչացնում է սպիտակուցների կայունացնող α-խխունջը: ԴՆԹ-ն չէր կարող կայուն լինել պարույրի տեսքով, եթե գոյություն ունենար առնվազն մեկ մոնոմեր սխալ քիրալիզմով. անհնար կլիներ, որ այն երկար շղթաներ ձևավորեր: Սա նշանակում է, որ ԴՆԹ-ն չի կարողանա շատ տեղեկություններ պահել և պահպանել կյանքը:

Սովորական քիմիան արտադրում է ռասեմատներ

Օրգանական քիմիայի հարգված դասագիրքը համարձակորեն մեջբերում է համընդհանուր քիմիական կանոն.

«Ախիրալային ռեակտիվներից քիրալային միացությունների սինթեզը միշտ հանգեցնում է ռասեմիկ փոփոխության»:«Օպտիկապես ոչ ակտիվ ռեակտիվները արտադրում են օպտիկապես ոչ ակտիվ արտադրանք»

Սա թերմոդինամիկայի օրենքների հետևանք է: Աջ և ձախ ձևերն ունեն նույն ազատ էներգիան (G), ուստի ազատ էներգիայի տարբերությունը (ΔG) զրո է։ Մշտական քիմիական հավասարակշռություն(K) - արժեք, որն արտահայտում է փոխադարձ կախվածությունը համակարգում նյութերի կոնցենտրացիաների միջև, երբ հասնում է քիմիական հավասարակշռության: Ցանկացած ռեակցիայի (K) հավասարակշռության հաստատունը արտադրանքի կոնցենտրացիայի հավասարակշռության հարաբերակցությունն է ակտիվ նյութին: Այս երկու տարրերի միջև արձագանքը ցանկացած Կելվինի ջերմաստիճանում (T) ներկայացված է ստանդարտ բանաձևով.

K = exp (–ΔG/RT)

Որտեղ R-ը գազի բացարձակ հաստատունն է (= Ավոգադրոյի թիվը * Բոլցմանի հաստատունը k) = 8,314 ջ./K.mol

«Ձախ» ամինաթթուները «աջ» (L → R) փոխելու ռեակցիայի համար (L → R), կամ հակառակը (R → L), ΔG = 0, ուստի K = 1. Այսպիսով, ռեակցիան հասնում է հավասարակշռության, երբ «ձախ» ձևերի և մոլեկուլների «աջ» ձևերի կոնցենտրացիան նույնն է, այսինքն. արտադրվում է ռասեմատ: Սա բացատրում է վերը նշված ձեռնարկի կանոնը:

Ձախ ձևերն աջից բաժանելը

Ռասեմատը լուծելու համար (այսինքն՝ երկու էնանտիոմերները առանձնացնելու համար) պետք է ներմուծվի մեկ այլ հոմոխիրալ նյութ։ Ընթացակարգը բացատրված է օրգանական քիմիայի դասագրքում: Գաղափարն այն է, որ նյութի «ձախ» և «աջ» ձևերն ունեն նույն հատկությունները, բացառությամբ այն դեպքերի, երբ գործ ունենք քիրալային երևույթի հետ։ Անալոգիա․ մեր ձախ և աջ ձեռքերը նույն ձևով բռնում են բեյսբոլի մահակի նման անխիրալ առարկա, բայց դրանք տարբեր կերպ են տեղավորվում քիրալ առարկաների վրա, ինչպիսին է ձախ ձեռքի ձեռնոցը։ Այսպիսով, ռասեմատը լուծելու համար քիմիկոսը սովորաբար օգտագործում է պատրաստի հոմոխիրալ նյութ կենդանի օրգանիզմներից։ R և L էնանտիոմերների ռեակցիայի արտադրանքները բացառապես աջակողմյան R´ նյութի հետ, այսինքն՝ R-R´ և L-R´ (կոչվում են դիաստերեոիզոմերներ), միմյանց հայելային պատկերներ չեն: Այսպիսով, նրանք ունեն տարբեր ֆիզիկական հատկություններ, ինչպիսիք են ջրի լուծելիությունը, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են առանձնացվել:

Այնուամենայնիվ, սա չի լուծում կենդանի օրգանիզմների օպտիկական գործունեության սկզբնական ծագման առեղծվածը: Վերջին միջազգային համաժողովը «Համասեռականության և կյանքի ծագումը».պարզորոշ ցույց տվեց, որ այս կիրալության ծագումը լրիվ առեղծված է էվոլյուցիոնիստների համար: N մոնոմերներից մեկ հոմոխիրալ պոլիմերի պատահական առաջացման հավանականությունը 2–Ն է։ 100 ամինաթթուներից բաղկացած փոքր սպիտակուցի համար այս հավանականությունը = 2 -100 = 10 -30 է: Նշենք, որ սա ցանկացած հոմոխիրալ պոլիպեպտիդ առաջացնելու հավանականությունն է: Ֆունկցիոնալ հոմոխիրալ պոլիմերի առաջացման հավանականությունը չափազանց ցածր է, քանի որ շատ տեղերում պահանջվում է ամինաթթուների ճշգրիտ հաջորդականություն։ Իհարկե, շատ հոմոխիրալ պոլիմերներ անհրաժեշտ են կյանքի համար, ուստի հավանականությունները պետք է բազմապատկվեն։ Գործն, հետևաբար, այլընտրանք չէ:

Մյուս խնդիրն այն է, որ հոմոխիրալ կենսաբանական նյութերը ժամանակի ընթացքում ռասեմիզացվում են: Սա ամինաթթուների ռասեմիզացման ժամադրության մեթոդի հիմքն է: Որպես ժամադրության մեթոդ, այն այնքան էլ հուսալի չէ, քանի որ ռասեմիզացիայի աստիճանը մեծապես կախված է ջերմաստիճանից և pH-ից և կախված է ամինաթթվի տեսակից: Ռացեմիզացումը նույնպես հսկայական խնդիր է պեպտիդների սինթեզի և հիդրոլիզի մեջ: Սա ցույց է տալիս, որ անշունչ քիմիայի միտումը դեպի մահ է, ոչ թե դեպի կյանք։

Քիրալիայի կարևորության ողբերգական հիշեցումը թալիդոմիդն է: 1960-ականների սկզբին այս դեղամիջոցը նշանակվում էր առավոտյան սրտխառնոցով և փսխումով տառապող հղի կանանց: Այնուամենայնիվ, չնայած ձախ ձևերը ուժեղ հանգստացնող միջոց են, ճիշտ ձևերը կարող են խաթարել պտղի զարգացումը և հանգեցնել լուրջ բնածին արատների: Ցավոք, դեղամիջոցի սինթեզից ստացվեց ռասեմատ, ինչպես և կարելի էր ակնկալել, և սխալ էնանտիոմերը չհեռացվեց մինչև դեղամիջոցի շուկայահանումը:

Իմ սեփական քիմիայի կրթության ընթացքում պահանջվող փորձերից մեկը ցույց տվեց այս հասկացությունները: Ախիրալ ռեակտիվներից սինթեզեցինք անհամաչափ կոմպլեքս իոն 3+ 9, այնպես որ ստացվեց ռասեմատ։ Մենք այն լուծեցինք բուսական աղբյուրից հոմոխիրալ թթվի հետ ռեակցիայի միջոցով՝ ձևավորելով դիաստերեոիզոմերներ, որոնք կարող էին լուծվել կոտորակային բյուրեղացման միջոցով: Երբ ստացված հոմոխիրալ բյուրեղները լուծարվեցին և լուծված ակտիվացված փայտածուխը (կատալիզատոր) ավելացվեց, նյութը արագ ռասեմիզացվեց, քանի որ կատալիզատորը արագացրեց հավասարակշռությունը:

Կյանքի ծագման ոլորտի հետազոտողները փորձել են գտնել անհրաժեշտ հոմոխիրալություն ստանալու այլ միջոցներ։ Եղել են անհաջող փորձեր՝ լուծելու ռասեմատները այլ եղանակներով։

Ուլտրամանուշակագույն լույս՝ շրջանաձև բևեռացումով

Շրջանաձև բևեռացումով լույսի ներքո՝ ուղղությունը էլեկտրական դաշտպտտվում է ճառագայթի երկայնքով, ուստի սա քիրալային երեւույթ է: Հոմոխիրալ նյութերն ունեն ձախ և աջ CP լույսի կլանման տարբեր ինտենսիվություն. սա կոչվում է. շրջանաձև երկխոսություն (CD). Նմանապես, CP լույսը տարբեր կերպ է կլանվում ձախ և աջակողմյան էնանտիոմերների կողմից: Քանի որ ֆոտոլիզը (ոչնչացումը լույսի միջոցով) տեղի է ունենում միայն այն ժամանակ, երբ լույսի ֆոտոնները ներծծվում են, CP լույսը ոչնչացնում է մի էնանտիոմերը ավելի արագ և ավելի հեշտությամբ, քան մյուսը: Այնուամենայնիվ, քանի որ լույսը նաև որոշակիորեն ոչնչացնում է «ճիշտ» ձևը, դա չի ստեղծի կյանքի համար պահանջվող 100% հոմոխիրականություն: Լավագույն արդյունքներից մեկը 20% օպտիկական մաքուր կամֆորն էր, բայց դա տեղի ունեցավ այն բանից հետո, երբ սկզբնական նյութի 99%-ը ոչնչացվեց: 35,5% օպտիկական մաքրությունը դուրս կգա 99,99% քայքայվելուց հետո: «Գրեթե օպտիկական մաքուր խառնուրդը (99,99%) ... ձեռք է բերվում ասիմպտոտիկ կետում, որտեղ բացարձակապես ոչ մի նյութ չի մնում»:

Մեկ այլ խնդիր այն է, որ CD-ի մեծությունն ու նշանը (այսինքն՝ խրախուսող ձախ կամ աջ ձևերը) կախված են CP լույսի հաճախականությունից, ինչը նշանակում է, որ լուծումը կարող է առաջանալ միայն CP լույսի դեպքում՝ նեղ հաճախականության գոտում: Լայն գոտում, սակայն, էնանտոսելեկտիվ էֆեկտները ոչնչացնում են այն:

Վերջերս շրջանաձև բևեռացված լույսի գաղափարը, որպես քիրալիայի խնդրի լուծում, կյանքի է կոչվել ավստրալացի աստղագետ Ջերեմի Բեյլի հոդվածում, որը հրապարակվել է 2012 թ. Գիտությունև հրապարակայնություն ստացավ լրատվամիջոցներում: Նրա թիմը միգամածությունում հայտնաբերել է շրջանաձև բևեռացված ինֆրակարմիր ճառագայթում: Նրանք համաձայն են հոդվածում, որ նրանք չեն գտել ոչ անհրաժեշտ շրջանաձև բևեռացված ուլտրամանուշակագույն լույսը, ոչ էլ ապացույցներ, որ ամինաթթուները ձևավորվում են միգամածությունում: Նրանք նաև տեղյակ են CP լույսի չափազանց սահմանափակ էնանտիելեկտիվության և այն փաստի մասին, որ ազդեցությունը զրոյական է ամբողջ սպեկտրի վրա: Այնուամենայնիվ, նրանց հավատը քիմիական էվոլյուցիայի վրա ազդում է, թե ինչպես են նրանք մեկնաբանում տվյալները:

Ոչ բոլոր էվոլյուցիոնիստներն են համոզված Բեյլի թիմի առաջարկով։ Օրինակ, Ջեֆրի Բադան ասել է. «Դա ընդամենը քայլերի հաջորդականություն է, որը կոչվում է «գուցե»: Ինձ համար դա ամբողջ մեծ պատկերը դարձնում է մեծ «գուցե»»:

Առաջարկվող շրջանաձև բևեռացված լույսի մեկ այլ աղբյուր նեյտրոնային աստղի սինքրոտրոնն է, բայց սա ենթադրություն է և չի լուծում քիմիական խնդիրները:

Բետա քայքայումը և թույլ միջուկային ուժի ուժը

Բետա քայքայումը ռադիոակտիվ քայքայման ձև է և առաջանում է բնության չորս հիմնարար ուժերից մեկի՝ թույլ միջուկային ուժի կողմից: Այս ուժն ունի մի փոքր քիրալություն, որը կոչվում է հավասարության չպահպանում, ուստի որոշ տեսաբաններ կարծում են, որ β քայքայումը կարող է պատասխանատու լինել կենդանի օրգանիզմների քիրալության համար: Այնուամենայնիվ, թույլ միջուկային ուժի ուժը տեղին է կոչվում. ազդեցությունը շատ փոքր է. շատ հեռու է պահանջվող 100% հոմոխիրականություն արտադրելուց: Քիրալիզմի փորձագետ, օրգանական քիմիկոս Ուիլյամ Բոնեթը, Ստենֆոյի համալսարանի պատվավոր պրոֆեսոր, ասել է. «Այս աշխատանքներից ոչ մեկը վերջնական եզրակացություն չի տվել». Մեկ այլ հետազոտող եզրակացրեց.

«Անհրաժեշտ բացառիկ նախակենսաբանական պայմանները չեն հաստատում β-ռադիոլիզի գաղափարը որպես վայրի բնության մեջ օպտիկական ակտիվության հատկության ընտրության գործոն»:

Պարիտետի չպահպանման մեկ այլ ասպեկտն այն է, որ L-ամինաթթուները և D-շաքարերը տեսականորեն ունեն մի փոքր ավելի ցածր էներգիա, քան իրենց էնանտիոմերները: Բայց էներգիայի տարբերությունն անչափելի է՝ ընդամենը 10–17 կՏ։ Սա նշանակում է, որ ամինաթթուների ռասեմիկ խառնուրդի յուրաքանչյուր 6x10 17 մոլեկուլի համար կլինի միայն մեկ ավելցուկ L-էնանտիոմեր:

Օպտիկական ակտիվ քվարց փոշիներ

Քվարցը լայնորեն տարածված միներալ է՝ Երկրի վրա սիլիցիումի (SiO 2 ) ամենատարածված ձևը։ Նրա բյուրեղները վեցանկյուն են և անհամաչափ։ Որոշ հետազոտողներ փորձել են օգտագործել օպտիկական ակտիվ քվարց փոշիներ՝ մի էնանտիոմերը մյուսից ավելի կլանելու համար: Սակայն նրանց փորձերն անհաջող էին։ Բացի այդ, Երկրի վրա կան հավասար թվով աջակողմյան և ձախակողմյան քվարցային բյուրեղներ։

ինքնաընտրություն

Որոշ քիրալային նյութեր բյուրեղանում են հոմոխիրալ բյուրեղների։ Լուի Պաստերը ոչ միայն հիվանդության մանրէների տեսության հիմնադիրն էր, այլև կյանքի «ինքնաբուխ ծագման» մասին պատկերացումները կործանողն ու կրեացիոնիստը: Նա նաև պատմության մեջ առաջին մարդն էր, ով լուծեց ռասեմատ: Նա պինցետներով առանձնացրել է նման նյութի՝ նատրիումի ալյումինատ տարտրատի ձախ և աջ բյուրեղները։

Այս բաժանումը տեղի ունեցավ խելացի հետազոտողի արտաքին միջամտության շնորհիվ, որը կարող էր ճանաչել տարբեր օրինաչափություններ: Ենթադրյալ պարզունակ Երկրի վրա նման հետազոտող չկար։ Հետևաբար, երկու ձևերը, եթե նույնիսկ պատահաբար հնարավոր լիներ իրարից բաժանվել, նորից միասին կլուծվեին և նորից կկազմեն ռասեմատ։

Բացի այդ, Պաստերը բախտ է ունեցել ընտրել այն սակավաթիվ նյութերից մեկը, որն ինքնակազմակերպվում է բյուրեղային ձևի: Եվ նույնիսկ այս նյութն այս հատկությունն ունի միայն 23°C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, ուստի բախտավոր էր, որ 19-րդ դարում լաբորատորիաները այնքան էլ լավ չէին ջեռուցվում:

Հաջող սերմնացան

Որոշ տեսաբաններ ենթադրում են, որ հոմոխիրալ բյուրեղով գերհագեցված լուծույթի հաջող սերմանումը կարող է բյուրեղացնել նույն էնանտիոմերը։ Այնուամենայնիվ, «նախնական ապուրը», եթե այն գոյություն ունենար, կլիներ չափազանց բարակ և խիստ աղտոտված, ինչպես նշել են բազմաթիվ հետազոտողներ։ Բացի այդ, ոչինչ հնարավոր չէր անել աճող հոմոխիրալ բյուրեղի հետ, քանի որ այն ընկղմվելու էր մնացած սխալ էնանտիոմերի լուծույթի մեջ: Լուծույթի կենտրոնացումը կբյուրեղացնի սխալ էնանտիոմերը: Լուծումը նոսրացնելը կլուծի բյուրեղը, ուստի նախատեսվող գործընթացը պետք է սկսվի նորից:

Հոմոխիրալ ձևանմուշ

Որոշ հետազոտողներ առաջարկել են, որ հոմոխիրալ պոլիմերը առաջացել է պատահաբար և ծառայել է որպես ձևանմուշ։ Այնուամենայնիվ, այս ենթադրությունը բախվում է լուրջ խնդիրների: Սինթեզվել է 100% ճիշտ պոլիցիտիդիլաթթվի ձևանմուշ (ՌՆԹ, որը պարունակում է միայն ցիտոսինի մոնոմերներ) (խելացի քիմիկոսների կողմից): Սա կարող է ուղղորդել օլիգոմերացումը (փոքր շղթաների ձևավորում) (ակտիվացված) G (գուանին) նուկլեոտիդներից: Իրոք, մաքուր աջակողմյան G-երը օլիգոմերացվել են շատ ավելի արդյունավետ, քան մաքուր ձախլիկները: Բայց ռասեմիկ G-երը չեն օլիգոմերացվել, քանի որ.

«Հակառակ քիրալության մոնոմերները ներառված են կաղապարի մեջ՝ որպես շղթայական վերջնատորներ… Այս ճնշումը կյանքի ծագման շատ տեսությունների հիմնական խնդիրն է»:

tRNA-ներն ընտրել են ճիշտ էնանտիոմերները

Քիրալիայի խնդիրը լուծելու մեկ փորձ արեց Սան Դիեգոյի Կալիֆոռնիայի համալսարանի կենսաքիմիայի պրոֆեսոր Ռասել Դուլիթլը: Նա պնդում էր. «Իրենց [t-RNA սինթազայի] գոյության հենց սկզբից նրանք հավանաբար կապել են միայն L-ամինաթթուները»:Նա երբեք չի բացատրում, թե ինչպես կարող էին նման բարդ ֆերմենտները գործել, եթե իրենք հոմոխիրալ չլինեին, կամ ինչպես էին նրանք գործում մինչ ՌՆԹ-ն կազմված էր հոմոխիրալ ռիբոզից: Դուլիթլի «լուծումը» ոչ այլ ինչ է, քան խնդրի լուծում: Դժվար թե հերքելի լինի, եթե ոչ այն պատճառով, որ այն հայտնվել է հայտնի հակաստեղծագործական գրքում, որտեղ ինչ-որ բան ասվում է դրանց խմբագրման որակի կամ հակաստեղծագործական փաստարկների որակի մասին։

Թվում է, թե Դուլիթլը փորձում էր բացատրել իր նախորդ հեռուստատեսային ստեղծման/էվոլյուցիոն բանավեճը կենսաքիմիկոս Դուեյն Գիշի հետ, որը տեղի ունեցավ 1981 թվականի հոկտեմբերի 13-ին Ազատության համալսարանում 5000 մարդկանց առջև: Proevolutionary Journal Գիտությունբանավեճը որակեց որպես «դեբակլ» հօգուտ Գիշի. Հաջորդ օրը էվոլյուցիոնիստական Washington Postզեկուցել է բանավեճի մասին «Գիտությունը կորցրեց մեկ զրո կրեացիոնիզմին» խորագրի ներքո: Հոդվածում մեջբերվում էր Դալիթլի խոսքերը՝ «Ինչպե՞ս կհանդիպեմ կնոջս», ինչը հուշում է, որ Դալիթլն ինքը գիտեր, որ պարտվել է։

Մագնիսական դաշտեր

Մի քանի գերմանացի քիմիկոսներ՝ ինստիտուտի Էդհարդ Բրեմեյերի գլխավորությամբ Օրգանական քիմիաև Biochemistry-ն Բոննում հայտարարեց, որ շատ ուժեղ մագնիսական դաշտը (1,2–2,1 T) արտադրում է 98% հոմոխիրալ արտադրանք աքիրալ ռեակտիվներից: Սա թույլ է տվել քիմիկոսներին, ինչպիսին է Ֆիլիպ Կոսիենսկին Սաութհեմփթոնի համալսարանից, ենթադրել, որ Երկրի մագնիսական դաշտը կարող է առաջացնել կյանքի հոմոխիրականությունը: Թեև Երկրի մագնիսական դաշտը գրեթե 10,000 անգամ ավելի թույլ է, քան փորձարկման ժամանակ օգտագործվածը, Կոսիենսկին ենթադրում է, որ հսկայական ժամանակային ընդմիջումները կհանգեցնեին հոմոխիրականությանը, որը մենք տեսնում ենք այսօր: Նա հավանաբար մոռացել է պալեոմագնիսական դաշտի շրջադարձերի մասին:

Այլ քիմիկոսներ, ինչպես Թոնի Բարեթը Լոնդոնի Կայսերական քոլեջից, կարծում էին, որ գերմանական փորձը «չափազանց լավ է թվում՝ ճշմարիտ լինելու համար»: Այս զգուշավորությունն իր արդյունքը տվեց մոտ վեց շաբաթ առաջ: Ուրիշ ոչ ոք չկարողացավ վերարտադրել Գերմանիայի հավաքականի արդյունքները։ Պարզվում է, որ թիմի հետազոտողներից մեկը՝ Գվիդո Զադելը, ում դիսերտացիայի վրա հիմնված է աշխատանքը, ռեագենտները խառնել է հոմոխիրալ հավելումով։

[Magnetochiral dichroism - postscript]

Եզրակացություն

Նախկինում մեջբերված ձեռնարկում ասվում է.

«Մենք ուտում ենք օպտիկական ակտիվ հաց ու միս, ապրում ենք տներում, հագնում ենք հագուստ և կարդում ենք օպտիկական ակտիվ ցելյուլոզից պատրաստված գրքեր։ Սպիտակուցները, որոնք կազմում են մեր մկանները, գլիկոգենը մեր լյարդում և արյան մեջ, ֆերմենտներն ու հորմոնները… բոլորը օպտիկական ակտիվ են: Բնական նյութերը օպտիկապես ակտիվ են, քանի որ դրանք ձևավորող ֆերմենտները ... օպտիկական ակտիվ են: Ինչ վերաբերում է օպտիկական ակտիվ ֆերմենտների ծագմանը, մենք կարող ենք միայն ենթադրություններ անել»:

Եթե ​​մենք կարող ենք միայն «շահարկել» կյանքի ծագման մասին, ինչո՞ւ են այդքան շատ մարդիկ ասում, որ էվոլյուցիան «փաստ» է: Բավական հաճախ կրկնեք բամբասանքները, և մարդիկ այն կուլ կտան:

Հղումներ և նշումներ