کایرالیته و فعالیت نوری
یک مولکول کایرال بر تصویر آینهای خود قابل انطباق نیست؛ چنین مولکولهایی نور قطبیشده صفحهای را میچرخانند و در اساس مولکولی حیات نقش محوری دارند.
Definition
کایرالیته خاصیت هندسی یک مولکول است که آن را بر تصویر آینهای خود غیرقابل انطباق میسازد؛ فعالیت نوری توانایی حاصل از آن برای چرخاندن صفحه نور قطبیشده است.
Scope
این موضوع شامل شرایط کایرالیته، انانتیومرها و مرکز استریوژنیک، فعالیت نوری و چرخش ویژه، مخلوطهای راسمیک و تفکیک آنها، و اشکال کایرالیته فراتر از یک مرکز استریو مانند کایرالیته محوری و صفحهای میشود.
Core questions
- چه ویژگیهای ساختاری یک مولکول را کایرال میکند؟
- فعالیت نوری چگونه اندازهگیری و به عنوان چرخش ویژه کمیسازی میشود؟
- چگونه میتوان یک مخلوط راسمیک را به انانتیومرهای منفرد تفکیک کرد؟
Key theories
- انانتیومریسم ناشی از دستی بودن مولکولی
- مولکولهایی که فاقد صفحه آینه داخلی یا مرکز تقارن هستند، به صورت دو انانتیومر وجود دارند که تصاویر آینهای یکدیگرند؛ خواص فیزیکی آنها یکسان است، به جز علامت چرخش نوری و رفتار آنها نسبت به سایر موجودیتهای کایرال.
- تفکیک نوری
- راسماتها را میتوان با تبدیل آنها به دیاستریومرها با یک عامل تفکیککننده کایرال، با کروماتوگرافی کایرال، یا با تبلور انتخابی به انانتیومرها تفکیک کرد.
Clinical relevance
بیشتر بیومولکولها — اسیدهای آمینه، قندها، اسیدهای نوکلئیک — تکدستی هستند، بنابراین دو انانتیومر یک داروی کایرال میتوانند اثرات فارماکولوژیک بسیار متفاوتی داشته باشند. فاجعه تالیدومید نشان داد که چرا خلوص تکانانتیومر یک اولویت نظارتی و ایمنی است.
History
جداسازی دستی بلورهای تارتارات همیهدرال توسط پاستور در سال 1848 اولین نمایش کایرالیته مولکولی بود. کلوین بعدها اصطلاح «کایرالیته» را ابداع کرد و این مفهوم برای درک عدم تقارن مولکولهای بیولوژیکی بنیادی شد.
Key figures
- Louis Pasteur
- Jacobus Henricus van't Hoff
- William Thomson (Lord Kelvin)
Related topics
Seminal works
- pasteur1848
- elielwilen1994
Frequently asked questions
- آیا یک مولکول برای کایرال بودن به مرکز استریو نیاز دارد؟
- نه لزوماً؛ در حالی که بسیاری از مولکولهای کایرال حاوی کربن استریوژنیک هستند، کایرالیته میتواند از چرخش محدود (آتروپیزومریسم)، اشکال هلیکال، یا سایر اشکال عدم تقارن محوری و صفحهای نیز ناشی شود.
- چرا انانتیومرها نور را در جهتهای مخالف میچرخانند؟
- هر انانتیومر با مؤلفههای نور قطبیشده دایرهای چپ و راست کمی متفاوت برهمکنش میکند، و چون دو مولکول تصاویر آینهای یکدیگرند، چرخشهای خالص آنها از نظر اندازه برابر اما از نظر علامت مخالف هستند.