Kiralite ve Optik Aktivite
Kiral bir molekül, ayna görüntüsüyle üst üste çakışmayan bir yapıya sahiptir; bu tür moleküller düzlem polarize ışığı döndürmekte ve yaşamın moleküler temelinde merkezi bir rol oynamaktadır.
Tanım
Kiralite, bir molekülün ayna görüntüsüyle üst üste çakışmamasını sağlayan geometrik özelliğidir; optik aktivite ise polarize ışığın düzlemini döndürme yeteneğidir.
Kapsam
Bu konu, kiralite koşullarını, enantiyomerleri ve stereojenik merkezi, optik aktiviteyi ve özgül dönmeyi, rasemik karışımları ve bunların ayrıştırılmasını, ayrıca tek bir stereomerkezin ötesindeki eksenel ve düzlemsel kiralite gibi kiralite biçimlerini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bir molekülü kiral yapan yapısal özellikler nelerdir?
- Optik aktivite nasıl ölçülür ve özgül dönme olarak nasıl nicelendirilir?
- Rasemik bir karışım tek enantiyomerlere nasıl ayrılabilir?
Temel kuramlar
- Moleküler Ellilikten Kaynaklanan Enantiyomerizm
- İç ayna düzlemi veya simetri merkezi bulunmayan moleküller, ayna görüntüsü olan iki enantiyomer olarak bulunmaktadır; fiziksel özellikleri, optik dönme işareti ve diğer kiral varlıklara karşı davranışları dışında özdeştir.
- Optik Ayrıştırma
- Rasematlar, kiral bir ayırma ajanı ile diastereomerlere dönüştürülerek, kiral kromatografi ile veya seçici kristalizasyon yoluyla enantiyomerlere ayrılabilir.
Klinik önem
Amino asitler, şekerler, nükleik asitler gibi çoğu biyomolekül tek ellidir; bu nedenle kiral bir ilacın iki enantiyomeri çok farklı farmakolojik etkilere sahip olabilmektedir. Talidomid trajedisi, tek enantiyomer saflığının neden düzenleyici ve güvenlik açısından bir öncelik olduğunu vurgulamıştır.
Tarihçe
Pasteur'ün 1848'de hemihedral tartarat kristallerini elle ayırması, moleküler kiralitenin ilk gösterimi olmuştur. Kelvin daha sonra 'kiralite' terimini ortaya atmış ve bu kavram, biyolojik moleküllerin asimetrisini anlamak için temel bir hale gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Louis Pasteur
- Jacobus Henricus van't Hoff
- William Thomson (Lord Kelvin)
İlgili konular
Temel eserler
- pasteur1848
- elielwilen1994
Sıkça sorulan sorular
- Bir molekülün kiral olması için stereomerkeze ihtiyacı var mıdır?
- Her zaman değil; birçok kiral molekül stereojenik karbon içerse de, kiralite, kısıtlı dönmeden (atropizomerizm), helisel şekillerden veya eksenel ve düzlemsel dissymmetrinin diğer biçimlerinden de kaynaklanabilmektedir.
- Enantiyomerler ışığı neden zıt yönlerde döndürür?
- Her bir enantiyomer, ışığın sol ve sağ dairesel polarize bileşenleriyle hafifçe farklı etkileşime girmektedir ve iki molekül ayna görüntüsü olduğundan, net dönmeleri büyüklük olarak eşit ancak işaret olarak zıttır.