Chiral vs Achiral
Mindkét kifejezés megvitatásra kerül a közös Chiralitás kifejezés alatt, amelyet először Lord Kelvin talált ki 1894-ben. A chiralitás szó görög eredetű, ami azt jelenti, hogy „kezet”. A kifejezést manapság gyakran használják a sztereokémiában, és a a szerves, szervetlen, fizikai és számítási kémia számos fontos területe. Ez inkább a kézügyesség matematikai megközelítése. Amikor egy molekulát királisnak mondunk, az a molekula és tükörképe nem egymásra rakható, ami ideális esetben hasonlít a bal és a jobb kezünk esetére, amelyek nem rakhatók egymásra a megfelelő tükörképeikkel.
Mi az a Chiral?
Amint fentebb említettük, a királis molekula olyan molekula, amely nem illeszthető rá a tükörképére. Ez a jelenség egy aszimmetrikus szénatom jelenléte miatt következik be a molekulában. Egy szénatomot aszimmetrikusnak nevezünk, ha négy különböző típusú csoport/atom kapcsolódik az adott szénatomhoz. Ezért, ha figyelembe vesszük a molekula tükörképét, lehetetlen az eredeti molekulához illeszkedni. Tegyük fel, hogy a szénnek két egymáshoz hasonló csoportja van, a másik kettő pedig teljesen különböző; ennek a molekulának a tükörképe azonban több körös forgatás után ráépíthető az eredeti molekulára. Aszimmetrikus szénatom jelenléte esetén azonban a tükörkép és a molekula még az összes lehetséges forgatás elvégzése után sem rakható egymásra.
Ezt a forgatókönyvet legjobban a bevezetőben említett kézügyesség fogalma magyarázza meg. A királis molekulát és tükörképét enantiomerpárnak vagy „optikai izomernek” nevezik. Az optikai aktivitás a síkban polarizált fénynek a molekuláris orientáció általi forgásához kapcsolódik. Ezért, ha egy enantiomerpárt vizsgálunk, amikor az egyik a sík polarizált fényt balra forgatja, a másik jobbra teszi. Ezáltal ezek a molekulák ezzel az eszközzel megkülönböztethetők. Az enantiomerek nagyon hasonló kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, de más királis molekulák jelenlétében nagyon eltérően viselkednek. A természet számos vegyülete királis, és ez sokat segített az enzimek általi katalízisben, mivel az enzimek csak egy adott enantiomerhez kötődnek, a másikhoz nem. Ezért a természetben számos reakció és útvonal magas specifikus és szelektív, amely platformot biztosít a változatosság és az egyediség számára. Az enantiomereket az azonosítás megkönnyítése érdekében különböző szimbólumokkal nevezik el. azaz R/S, +/-, d/l stb.
Mi az Achiral?
Egy akirális molekula tükörképével különösebb erőfeszítés nélkül egymásra rakható. Ha egy molekula nem tartalmaz aszimmetrikus szénatomot vagy más szóval sztereogéncentrumot, akkor az a molekula akirális molekulának tekinthető. Ezért ezek a molekulák és tükörképeik nem két, hanem ugyanaz a molekula, mivel azonosak egymással. Az akirális molekulák nem forgatják el a sík polarizált fényt, ezért optikailag nem aktívak. Ha azonban két enantiomer hasonló mennyiségben van egy keverékben, az nem forgatja el láthatóan a sík polarizált fényt, mivel a hasonló mennyiségben balra és jobbra forgatott fénynél a forgási hatás megszűnik. Ezért ezek a keverékek akirálisnak tűnnek. Ennek a különleges jelenségnek köszönhetően azonban ezeket a keverékeket gyakran racém keverékeknek nevezik. Ezek a molekulák szintén nem rendelkeznek eltérő elnevezési mintákkal, mint a királis molekuláké. Az atom akirális objektumnak is tekinthető.
Mi a különbség a Chiral és az Achiral között?
• Egy királis molekula tartalmaz aszimmetrikus szénatomot/sztereogéncentrumot, de az akirális molekula nem.
• A királis molekulának van nem egymásra helyezhető tükörképe, de az akirális molekulának nincs.
• Egy királis molekulát és tükörképét két különböző molekulának, úgynevezett enantiomernek tekintjük, de egy akirális molekula és tükörképe azonos.
• A királis molekulák kémiai nevéhez különféle előtagok vannak hozzáadva, de az akirális molekulák nem tartalmaznak ilyen előtagokat.
• Egy királis molekula forgatja a sík polarizált fényt, de az akirális molekula nem.
