Хирал против Ахирал
Оба этих термина можно рассматривать под общим термином «хиральность», впервые введенным лордом Кельвином в 1894 г. Слово «хиральность» имеет греческое происхождение и означает «рука». многие важные области в органической, неорганической, физической и вычислительной химии. Это скорее математический подход к ручности. Когда говорят, что молекула хиральна, эта молекула и ее зеркальное отображение несовместимы, что идеально напоминает случай с нашей левой и правой руками, которые не могут быть совмещены с их соответствующими зеркальными изображениями.
Что такое хиральный?
Как упоминалось выше, хиральная молекула - это молекула, которая не может быть совмещена со своим зеркальным отражением. Это явление происходит из-за присутствия в молекуле асимметричного атома углерода. Атом углерода считается асимметричным, когда к этому конкретному атому углерода присоединены четыре различных типа групп/атомов. Поэтому при рассмотрении зеркального отображения молекулы невозможно подогнать его под исходную молекулу. Предположим, что у углерода есть две группы, похожие друг на друга, а две другие совершенно разные; тем не менее, зеркальное отражение этой молекулы может быть наложено на исходную молекулу после нескольких циклов вращения. Однако в случае наличия асимметричного атома углерода даже после совершения всех возможных поворотов зеркальное изображение и молекула не могут быть совмещены.
Этот сценарий лучше всего объясняется с помощью концепции рук, как упоминалось во введении. Хиральная молекула и ее зеркальное отображение называются парой энантиомеров или «оптическими изомерами». Оптическая активность связана с вращением плоскополяризованного света за счет молекулярной ориентации. Следовательно, при рассмотрении пары энантиомеров, когда один вращает плоскополяризованный свет влево, другой делает это вправо. Таким образом, эти молекулы могут быть различимы этим способом. Энантиомеры обладают очень похожими химическими и физическими свойствами, но в присутствии других хиральных молекул они ведут себя совершенно по-разному. Многие природные соединения являются хиральными, и это очень помогло в катализе ферментами, поскольку ферменты связываются только с определенным энантиомером, но не с другим. Следовательно, многие реакции и пути в природе являются высокоспецифичными и избирательными, что обеспечивает платформу для вариаций и уникальности. Энантиомеры названы разными символами для удобства идентификации. т.е. R/S, +/-, d/l и т. д.
Что такое Ахирал?
На ахиральную молекулу можно без особых усилий наложить ее зеркальное отражение. Когда молекула не содержит асимметрического углерода или, другими словами, стереогенного центра, эту молекулу можно рассматривать как ахиральную молекулу. Следовательно, эти молекулы и их зеркальные отражения являются не двумя, а одной и той же молекулой, поскольку они тождественны друг другу. Ахиральные молекулы не вращают плоскополяризованный свет, следовательно, не являются оптически активными. Однако, когда два энантиомера находятся в одинаковых количествах в смеси, это не приводит к видимому вращению плоскополяризованного света, поскольку свет, вращающийся в одинаковых количествах влево и вправо, имеет эффект вращения. Следовательно, эти смеси кажутся ахиральными. Тем не менее из-за этого особого явления эти смеси часто называют рацемическими смесями. Эти молекулы также не имеют других моделей именования, чем хиральные молекулы. Атом также можно рассматривать как ахиральный объект.
В чем разница между хиральным и ахиральным?
• Хиральная молекула содержит асимметричный атом углерода/стереогенный центр, а ахиральная молекула – нет.
• Хиральная молекула имеет не накладываемое зеркальное отображение, а ахиральная молекула – нет.
• Хиральная молекула и ее зеркальное отражение считаются двумя разными молекулами, называемыми энантиомерами, но ахиральная молекула и ее зеркальное отражение идентичны.
• К химическому названию хиральной молекулы добавляются различные префиксы, но ахиральные молекулы не содержат таких префиксов.
• Хиральная молекула вращает плоскополяризованный свет, а ахиральная молекула – нет.
