7 октября Нобелевскую премию по химии присудили Анри Кагану и Кэнсо Соаи за открытие н...
7 октября Нобелевскую премию по химии присудили Анри Кагану и Кэнсо Соаи за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе. Как раз сегодня решали с 11 классом спецгруппой задачу на подобный катализ, и я вспомнил, что не написал пост. Быстро суть работы лауреатов не передать, но постараюсь. Биологически активные молекулы нашего организма при отражении их в зеркале превращаются в свои антиподы, которые обладают теми же химическими свойствами, но совсем другими - биологическими. Дело в том, что атом углерода- тетраэдр - пирамидка из треугольника. Если к этой пирамидке приделано 4 разных группы, таких пирамидок существует 2 разных штуки: S изомер и R изомер. Условно "правый" и "левый". Зеркальные молекулы на таких атомах - энантиомеры - похожи на левую и правую руки: состав одинаковый, но совместить их в пространстве невозможно. Жизнь избирательна к этой разнице: аминокислоты обычных белков имеют L-конфигурацию. Всегда бвло непонятно почему. Что же выяснили лауреаты? Катализатор может дать продукт "чище" самого себя. Каган показал: если катализатор содержит обе зеркальные формы, продукт реакции вовсе не обязан повторять их соотношение. Преобладание одной формы в продукте может оказаться значительно сильнее. Т.е. преобладающая чуть-чуть форма побеждает другую. В опытах группы Соаи начальный энантиомерный избыток составлял около 0,00005%. Это соответствует соотношению примерно 50,000025% против 49,999975%. После трех последовательных циклов избыток превышал 99,5%: продукт реакции помогает образовываться новым молекулам той же формы, усиливая собственное преимущество. Без добавления хирального вещества реакция Соаи способна давать преимущественно то одну, то другую зеркальную форму. В одной серии из 37 опытов получились 19 "побед" S-формы и 18 - R-формы. Одна случайность и вся колба заплнена одной формой.я Кварц бывает с двумя зеркальными вариантами кристаллической структуры. Группа Соаи показала: порошок одного варианта кварца направляет образование органического продукта преимущественно к одной конфигурации, другого - к противоположной. Упомянутый автокатализ усиливает первоначальное воздействие минерала. Получается, пространственный порядок неорганического кристалла может передаваться органическим молекулам.. Более того, в подходящей молекуле замена ¹²C на изотоп ¹³C в определенном положении может создать хиральность. Химический элемент остается тем же, но возникает различие, которое реакция Соаи способна "распознать' и усилить. Мне снова, как и год назад, понятна и приятна тема. В своем дипломе я использовал ассиметрическую индукцию: для преимущественной циклизации нужной мне формы будущего стероида при синтезе, я добавлял в систему аминокислоту пролин, получив избыток примерно 80% : 20%. Ну, и гипотезы происхождения жизни, как каскада автокатализов от первичной случайности не могут не интриговать.