Чирал және Ачирал
Бұл екі терминді де 1894 жылы Лорд Кельвин енгізген жалпыға ортақ термин ретінде талқылауға болады. Хиралитет сөзі грек тілінен шыққан, ол «қол» дегенді білдіреді. Бұл термин бүгінде стереохимияда жиі қолданылады және мынаған қатысты: органикалық, бейорганикалық, физикалық және есептеу химиясының көптеген маңызды салаларында. Бұл қолдылыққа математикалық көзқарас. Молекула хиральды деп айтылғанда, бұл молекула және оның айнадағы кескіні үстемеленбейді, бұл біздің сол және оң қолдарымыздағы жағдайға өте ұқсайды.
Хираль дегеніміз не?
Жоғарыда айтылғандай, хиральды молекула – айна бейнесімен қабаттасуға болмайтын молекула. Бұл құбылыс молекулада асимметриялық көміртек атомының болуына байланысты пайда болады. Осы көміртек атомына қосылған төрт түрлі топ/атом болған кезде көміртек атомы асимметриялық деп аталады. Сондықтан молекуланың айнадағы бейнесін қарастырғанда оны бастапқы молекулаға сәйкес ету мүмкін емес. Көміртектің бір-біріне ұқсас екі тобы болды делік, ал қалған екеуі мүлдем басқа; дегенмен, бұл молекуланың айнадағы бейнесін бірнеше айналымнан кейін бастапқы молекуланың үстіне қоюға болады. Алайда, асимметриялық көміртегі атомы болған жағдайда, барлық мүмкін айналулар орындалғаннан кейін де айнадағы кескін және молекуланың қабаттасуы мүмкін емес.
Бұл сценарий кіріспеде айтылғандай қолды ұстау ұғымы арқылы жақсы түсіндіріледі. Хиральды молекула және оның айнадағы бейнесі жұп энантиомер немесе «оптикалық изомерлер» деп аталады. Оптикалық белсенділік молекулалық бағыт бойынша жазық поляризацияланған жарықтың айналуымен байланысты. Сондықтан, энантиомерлердің жұбын қарастырғанда, біреуі жазық поляризацияланған жарықты солға айналдырғанда, екіншісі оңға айналдырады. Осылайша, бұл молекулаларды осы әдіспен ажыратуға болады. Энантиомерлер өте ұқсас химиялық және физикалық қасиеттерге ие, бірақ басқа хиральды молекулалардың қатысуымен олар мүлдем басқаша әрекет етеді. Табиғаттағы қосылыстардың көпшілігі хиральды болып табылады және бұл ферменттер катализінде көп көмектесті, өйткені ферменттер тек белгілі бір энантиомермен байланысады, бірақ екіншісімен емес. Сондықтан табиғаттағы көптеген реакциялар мен жолдар вариация мен бірегейлікті қамтамасыз ететін жоғары спецификалық және селективті платформа болып табылады. Идентификацияға ыңғайлы болу үшін энантиомерлер әртүрлі белгілермен аталды. яғни R/S, +/-, d/l т.б.
Ахирал дегеніміз не?
Ахиральды молекуланы көп күш жұмсамай-ақ оның айна бейнесімен қабаттастырып қоюға болады. Молекулада асимметриялық көміртек немесе басқаша айтқанда стереогендік орталық болмаса, бұл молекуланы ахирал молекуласы ретінде қарастыруға болады. Демек, бұл молекулалар және олардың айнадағы бейнелері екі емес, бір-біріне ұқсас молекулалар. Ахиральды молекулалар поляризацияланған жарықты жазық айналдырмайды, сондықтан оптикалық белсенді емес. Алайда, қоспада екі энантиомер бірдей мөлшерде болған кезде, ол жазық поляризацияланған жарықты көрінбейді, өйткені жарық ұқсас мөлшерде солға және оңға бұрылғанда айналу әсері жойылады. Сондықтан бұл қоспалар ахирал болып көрінеді. Осыған қарамастан, осы ерекше құбылысқа байланысты бұл қоспалар жиі рацемиялық қоспалар деп аталады. Бұл молекулаларда хиральды молекулалар сияқты әртүрлі атау үлгілері жоқ. Атомды ахиралдық нысан ретінде де қарастыруға болады.
Хирал мен Ахиралдың айырмашылығы неде?
• Хиральды молекулада асимметриялық көміртегі атомы/стереогендік орталық бар, бірақ ахиральды молекулада жоқ.
• Хиральді молекулада бір-біріне қосылмайтын айна кескіні бар, бірақ ахиральды молекулада жоқ.
• Хиральды молекула және оның айнадағы кескіні энантиомерлер деп аталатын екі түрлі молекула ретінде қарастырылады, бірақ ахирал молекуласы мен оның айнадағы бейнесі бірдей.
• Хиральды молекулада химиялық атқа әр түрлі префикстер қосылған, бірақ ахирал молекулаларында мұндай префикстер жоқ.
• Хиральды молекула жазық поляризацияланған жарықты айналдырады, бірақ ахиральды молекула айналмайды.
