В йогурте хорошо известен феномен молекул с вращением: бактериальные культуры продуцируют левовращающую или правовращающую молочную кислоту; из этих двух типов одна форма оказывает более благоприятное влияние на кишечную флору, чем другая. Что касается других веществ, вторая версия менее безвредна и вызывает повреждение: например, хотя одна форма пеницилламина эффективна против артрита, ее зеркальное отображение более токсично.
«Расширение» из-за взрываНо как определить, являются ли молекулы правыми или левыми? До сих пор можно было напрямую определить хиральность только в твердых кристаллических веществах, используя специальный процесс, в котором кристаллическая структура анализировалась с помощью рентгеновских лучей. «Проблема с этим методом заключается в том, что нелегко кристаллизовать каждое вещество или просто включить его в подходящий кристалл. Поэтому мы исследовали метод, с помощью которого можно определить ручность непосредственно в газовой фазе», — объясняет профессор Роберт.
Бергер из Института Клеменса-Шопфа при Техническом университете Дармштадта.В его основе лежит «разрастание» из-за взрыва.
Представьте, что надуваете резиновую перчатку до тех пор, пока она не лопнет. Если вы проследите траекторию каждого пальца в противоположном направлении, вы получите оригинальную перчатку и сможете увидеть, правая это или левая перчатка. Исследователи поступили аналогичным образом с молекулами, которые они изучали.
Их испытуемым был бромхлорфторметан, легко испаряемое жидкое углеродное соединение с четырьмя различными связующими звеньями. Молекула имеет форму тетраэдра с углеродом в середине и водородом, бромом, хлором и фтором по углам.
Рукопожатие является результатом распределения скрепляющих партнеров по четырем углам. Чтобы определить это, используется интенсивный лазерный луч, чтобы удалить один тип электронов сразу со всех атомов. Молекула, которая теперь имеет пять положительных зарядов, взрывается из-за сильного отталкивания между положительно заряженными модулями.
Затем частицы сталкиваются с детектором, который определяет продолжительность полета и место удара, что позволяет установить траекторию полета. Исходя из этого, можно восстановить пространственное расположение атомов в молекуле до взрыва.Разнообразие приложений«Этот метод открывает новые перспективы для исследования и анализа молекул в физике, химии и фармацевтике», — прогнозирует доктор Маркус Шоффлер из Института ядерной физики Университета Гете.
Например, можно производить лекарства, в которых присутствуют только молекулы желаемой направленности. В результате дозировка могла быть уменьшена. Но другие отрасли также выиграют: например, в карвоне, компоненте эфирных масел, от руки зависит, пахнет ли он мятой или тмином.
У других веществ, например, вкус меняется с горького на сладкий.«Однако возможность работать только с желаемым молекулярным типом — это долгосрочная цель», — отмечает Бергер. «На данный момент у нас есть доказательство на примере ручного вещества из учебника, что прямое распределение в газовой фазе возможно».