Молекулы право и левовращающие

Объяснить причину возникновения изомерии только с помощью структурных формул Кекуле невозможно. Первый шаг в этом направлении был сделан в 1848 г. французским химиком Луи Пастером (1822—1895). Кристаллизуя из водного раствора винограднокислый натрий-аммоний при комнатной температуре, Пастер обнаружил, что образованные в этих условиях кристаллы асимметричны. Причем наблюдаются две формы кристаллов правая и левая (при одинаковой ориентации кристаллов небольшая характерная грань у одних кристаллов находилась слева, а у других — справа). Пастер сумел под увеличительным стеклом при помощи пинцета тщательно разделить оба типа кристаллов. Свойства растворов этих кристаллов оказались полностью идентичными исключение составляла только их оптическая активность — растворы обладали противоположным вращением. Превратив кристаллы, обладающие в растворе правым вращением, в кислоту, Пастер обнаружил, что получил известную ранее природную правовращающую винную кислоту, из кристаллов другого типа получался ее оптический изомер — ранее не известная левовращающая винная кислота. Отсюда Пастер сделал вывод, что в кристаллах виноградной кислоты содержится равное количество молекул право- и левовращающих винных кислот и именно поэтому виноградная кислота оптически неактивна. Соединения, подобные виноградной кислоте, стали называть рацемическими (от латинского названия виноградной кислоты). [c.87]

В органической химии при обсуждении понятия хиральности обычно имеют в виду индивидуальную молекулу, или. точнее, модель индивидуальной молекулы. Хиральность совокупности молекул может отличаться от хиральности компонента молекул, как, например, в хиральном кристалле кварца или в ахиральном кристалле, содержащем равное число молекул право- и левовращающей винной кислоты. [c.500]

Оптическое вращение зависит от относительного расположения в молекуле центра асимметрии и хромофора, создающего оптически активную полосу поглощения. Так в теории Куна получило физическое обоснование задолго до этого созданное правило положения Чугаева (см. стр. 286). В качестве примера Кун использовал данные об оптической активности карбинолов, содержащих в разных положениях поглощающие заместители. Для самих карбинолов конфигурации ХЫХ и их производных с удаленным от асимметрического центра вторым заместителем (соединения Ь) наблюдается правое вращение. Если же заместитель с новой полосой поглощения располагается ближе к асимметрическому центру (в р-положении — ср. стр. 287), то знак вращения у соединений Ы и Ы1 меняется — эти вещества левовращающие. [c.297]

Следует твердо помнить, что буквы Д и обозначают лишь расположение атомов водорода и гидроксильных групп в молекуле моносахарида, а не принадлежность к право- или левовращающим оптическим изомерам. [c.217]

Левая и правая яблочные кислоты плавятся прн 100 °С они различаются только по оптическим свойствам. Недеятельная яблочная кислота плавится при 130—131 С она является соединением молекул правовращающей и левовращающей кислот. Последняя встречается в недозрелой рябине, яблоках, виноградном соке и т. д. [c.290]

В природе существует несколько видов пространственной изомерии (стереоизомерии). Один из них основан на присутствии в молекуле асимметрического атома углерода, связанного с четырьмя различными группами. Такие стереоизомеры характеризуются одинаковыми физическими и химическими свойствами, но обладают способностью вращать плоскость поляризованного света вправо или влево. В зависимости от этого различают право- и левовращающие (/)- и I- соответственно) оптические стереоизомеры. Явление оптической изомерии химических соединений было открыто основоположником современной микробиологии Л. Пастером, который имел химическое образование. [c.197]

Действительно, рентгенографическое исследование твердого кристаллического кварца показало, что молекулы, входящие в состав кристалла, расположены по винтовой линии правой (правовращающий кварц) или левой (левовращающий кварц). В молекулах же сахаров и других оптически активных органических веществ асимметрия обусловлена наличием так называемых асимметричных атомов углерода, связанных с четырьмя различными остатками (радикалами). (Оптически активными являются и некоторые соединения кремния.) [c.135]

Правило лактонов Хадсона утверждает, что если лактонное кольцо, как это представлено в приведенных ниже формулах, лежит справа от молекулы, лактон является правовращающим в большей степени, чем исходная кислота, если же он расположен слева, то обладает большей левовращающей способностью. [c.274]

При образовании клатратных соединений формы молекул имеют решающее значение уже в самом процессе включения. Можно разделить право- и левовращающие молекулы. Если порядок расположения атомов таков, что структура хозяина не совпадает при наложении со своим зеркальным изображение.м, то полости в такой структуре должны также отличаться от своего зеркального изображения следовательно, они способны включать одну форму молекулы- [c.135]

Научные работы посвящены главным образом изучению химических основ жизни, выяснению особенностей высокоорганизованной живой материи. В начале творческой деятельности (середина 1840-х) изучал оптическую асимметрию молекул и показал, что она лежит в основе различия двух винных кислот. Разделил (1844—1848) кристаллы право- и левовращающих форм солей виноградной кислоты. Установил селективную избирательность микроорганизмов, способных разделять смеси оптических изомеров органических веществ, усваивая лишь один из них. Это послужило для него основанием, во-первых, к установлению связей между явлениями оптической активности и жизни и, во-вторых, к отграничению жизни как высокоорганизованной формы существования материи от менее организованных неорганических форм. Изучал (1857—1860-е) спиртовое, уксусное и другие формы брожения и в споре с П. Э. М. Бертло и Ю. Либихом отстаивал утверждение о биологической природе этого явления, не отрицая возможности выделения ферментов из организмов и внеклеточного брожения. Открыл явление анаэробиоза. Заложил научные основы управления процессами виноделия и пивоварения. Создал метод предохранения пищевых продуктов от порчи (пастеризация). Доказал невозможность самозарождения живых существ вне эволюционных путей. Разработал (1870—1885) учение об искусственном иммунитете против инфекционных заболеваний и ввел систему прививок и вакцинаций. [c.383]

Мы пришли к выводу, что в кристаллической решетке контакты между спиральными молекулами различных типов осуществляются преимущественно боковыми группами, а наиболее экономичная упаковка у всех этих полимеров достигается в том случае, когда энантиоморфные право- и левовращающие спирали образуют друг с другом пары при этом плотная упаковка достигается операцией скользящего отражения со скольжением [c.426]

Право- и левовращающие изомеры. Все аминокислоты, кроме глицина, могут существовать в двух изомерных формах. Эти два изомера, называемые право- и левовращающими, или I- и -модификациями, почти идентичны между собой, и различаются лишь пространственным расположением четырех групп, связанных с а-атомом углерода. Каждая из двух таких молекул является зеркальным отражением другой — одна может быть названа левой, другая — правой формой. На рис. 178 приведены два изомера аминокислоты аланина, в которой R — метильная группа СН3. [c.485]

Оптические антиподы. Два вещества, подобные право- и левовращающим молочным кислотам, имеющие совершенно тождественный состав и химическую структуру молекул, но отличающиеся друг от друга своим отношением к поляризованному свету, называют оптическими антиподами. [c.151]

Вант-Гофф и Ле-Бель пришли к концепции тетраэдрического атома углерода, пытаясь объяснить явление оптической активности. Это явление, наблюдаемое у ряда органических соединений, заключается в их способности вращать плоскость плоско-поляризованного света вправо или влево в соответствии с этим такие соединения -называются право- или левовращающими. Примером оптически активных веществ могут служить некоторые из уже упоминавшихся природных соединений сахароза кислоты — винная, яблочная, молочная оптически неактивны этиловый спирт, уксусная кислота, мочевина, бензойная кислота. Так как веш ества проявляют оптическую активность в растворах, то это явление связано со спецификой структуры отдельных молекул. [c.39]

За исключением глицина, который не содержит асимметрического углеродного атома, все аминокислоты оптически активны. Все эти аминокислоты, обнаруженные в белках, обладают L-конфигура-цией при а-атоме углерода. Заглавная буква L указывает на конфигурацию молекулы, но не на направление вращения плоскости поляризации света. Право- и левовращающие изомеры обозначаются соответственно знаками (+) и (—) или же буквами d я I. Конфигурацию молекулы при а-атоме углерода можно определить химически путем сравнения с родственным оптически активным соединением. Например, L-серин можно превратить в L-аланин или L-цистеин с помощью следующих реакций [c.24]

Было показано, что молочная кислота брожения состоит из правовращающего и левовращающего изомеров, молекулы которых соединены попарно. При таком соединении правое вращение, вызываемое молекулой одного изомера, полностью уничтожается левым вращением, вызываемым молекулой другого оптического изомера, и в результате вещество оказывается оптически неактивным. [c.312]

В 1832 г. Био пришел к выводу, что, поскольку вращательная способность органических веществ не зависит от их агрегатного состояния, эта способность присуща самим молекулам, и для ее характеристики в 1836 г. ввел понятие молекулярной вращательной способности , Тождественное современному понятию удельной вращательной способности , а в 1842 г. понятие о молекулярной вращательной способности в современном смысле слова. Термины право и левовращающие вещества, а также и известное правило для применения этих условных наименований также принадлежит Био [c.203]

По совокупности данных, имеющихся к моменту написания третьего издания этой книги, но-видимому, можно говорить о том, что стереоспецифичность сводится к большей устойчивости одних принципиально мыслимых форм по сравнению с другими. Формы, содержащие нри одном и том же центральном атоме право- и левовращающие молекулы одного п того же заместителя, вероятно, могут существовать, но они склонны к диспропорционированию на комплексные ионы, в которых около центрального атома координированы либо I-, либо d-заместители [c.141]

При этом мы имеем дело с двумя молекулами 2-Х11орбутана, пространственные структуры у которых различны. Как их ни крути, они не могут совместиться - как левая и правая перчатки или две модеш с разноцветными шариками. Они отличаются подобно диум зеркальным отображениям, и их назьшают зеркстъиьши изомерами, антиподами или энантиомерами. При этом один оптич<х кий изомер вращает плоскость поляризованного света вправо, а другой - левовращающий. [c.190]

В тех случаях, когда вещества, обладающие асимметрическими атомами углерода, получены синтетически.м путем, всегда оказывается, что они не вращают плоскость поляри.эованного света. Это происходит потому, что такие синтетические продукты содержат столько же правовращающих, сколько и левовращзющих молекул, вследствие чего способность к вращению обоих изомеров взаимно компенсируется. Причиной же образования эквимолекулярных смесей с1- и /-форм являются одинаковые физические и химические свойства антиподов. Таким образом, условия одинаково благоприятны для синтеза право- и левовращающих молекул, что и приводит к образованию 50% каждой формы. [c.134]

А, Механическое разделение. Если раствор рацемической смеси образует кристаллы, то они могут получаться двух типов. В первом типе кристаллов кристаллическая решетка построена из равного числа молекул каждого энантиомера. Во втором случае осаждается смесь двух разновидностей кристаллов одна состоит исключительно из (-Н)-энантиомера, а вторая содержит только (—)-энантиомер, В таком случае кристаллы иногда удается различить (например, по зеркальному соотношению расположения мельчайших граней кристалла). Если индивидуальные кристаллы достаточно велики, то их можно разделить вручную. Это крайне трудоемкий и малоэффективный метод, и применение его крайне ограничено. В настоящее время он представляет только исторический интерес, так как именно таким путем Пастер впервые разделил натрийаммоние-вую соль ( )-винной кислоты. Большинство рацемических смесей кристаллизуется как рацематы, и поэтому их нельзя разделить подобным способом. Между прочим, следует заметить, что рацематы, обладая различной кристаллической структурой, могут иметь температуру плавления и растворимость, сильно отличающиеся от аналогичных свойств отдельных энантиомеров. Известны примеры, когда смешение насыщенных растворов энантиомеров вызывало выпадение в осадок менее растворимого рацемата. Упомянутые различия соответствуют относительной легкости упаковки чередующихся лево- и правовращающих молекул в кристаллах рацемата по сравнению с образованием решетки только из право- или левовращающих молекул. [c.194]

Правовращающие и левовращающие оптические изомеры обозначают соответственно буквами d тл I перед названием соединения, например /-Лнмонен /-Лимонен. Перед названием вещества, представляющего собой оптически, неактивный рацемат, ставится обозначение dl например, //-Лимонен. Символами о и L перед названием соедннения обозначают не направление вращения плоскости поляризации, а пространственную конфигурацию асимметрических молекул этого соединения и соответственно его принадлежность к стернческим рядам D-глицеринового альдегида и ь-глицерниового альдегида. В этом случае правое нлн левое вращение плоскости поляризации, присущее соединению с D- или L-конфигурацией, обозначается соответственно знаками (+) или (—) в скобках например d(—)-Фруктоза ь( + ) Аланин. Рацематы зеркальных изомеров D-ряда и L-ряда могут быть обозначены символом dl например DL-Молочная к-та. [c.120]

В случаях хиральной зависимости биоактивности асимметрический центр в молекулах лекарственного вещества должен ориентироваться тремя точками на хиральном участке биореиепто-ра, чувствительном к асимметрии препарата. При их нормальном взаимодействии , т.е. комплементарном трехточечном контакте (W...W, ... , 2...2, рис. 1), проявляется полезный лечебный эффект. Второй же антипод оказывается некомплементарен активному участку рецептора (правая часть рисунка W.. W, ... , а 2 не взаимодействует с 2 ) и может иметь менее выраженный лечебный эффект (или совсем не проявить его) или даже оказаться токсичным веществом. Так, установлено, что левовращающий энантиомер кокаина почти в два раза более активен в качестве местного анестетика и в четыре раза менее токсичен, чем его правовращающий оптический антипод Очевидно, что требование двухточечного контакта лекарственного вещества с рецептором снимает различия в биодействии оптических изомеров. В настоящее время среди поставляемых на фармацевтический рынок хиральных лекарственных веществ лишь 15% производится в виде индивидуальных стереоизомеров (остальные - в виде рацематов или диастереомеров). [c.20]

Прощло еще несколько лет. Многие студенты-химики приобрели знания о четырехвалентности углерода, о структурных формулах и о право- и левовращающих молекулах. И вот два студента — молодой голландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф (1852—1911) и молодой французский хямик Жюль Ашиль Ле Бель (1847—1930)—подметили в 1874 г., что ни одна структура, в которой атомы лежат в одной плоскости, не может быть оптически активной. Плоская молекула является своим собственным зеркальным изображением, поскольку сама плоскость является плоскостью симметрии для данной молекулы. [c.137]

РР5>. Если разл. эквивалентные минимумы на поверхности потенциальной энергии оказываются разделенными потенц. барьерами (напр., равновесные конфигурации для право- и левовращающих изомеров сложных молекул), то адекватное описание реальных мол. систем достигается с помощью локализованных волновых пакетов. В этом случае пара дело-кализованных в двух минимумах стационарных состояний неустойчива под действием очень малых возмущений возможно образование двух состояний, локализованных в том или ином минимуме. [c.18]

В молекуле, обладающей внутренним вращением (например, этан или Н2О2), возможно существование оптически активных конформаций однако в газовой фазе или растворе можно ожидать, что эти кон-формеры присутствуют в основном в равных количествах право- и левовращающих форм, так что газ или раствор становится оптически неактивным. [c.419]

Вещества, в молекуле которых имеется атом углерода, связанный с четырьмя различными группами, проявляют оптическую активность (см. Ч.1, с.181-187). УглеродЕгые атомы с четырьмя различными заместителями называются асимметрическими или хиралъными. Зеркальные изомеры называют оптическими изомерами или энантиомерами. Молекулы могут проявлять оптическую активность, если не имеют центра или плоскости симметрии. Смесь равных (эквимолекулярных) количеств оптических изомеров (право- и левовращающей форм) назьшают рацемической смесью или рацематом. Таковой является молочная кислота, полученная К. Шееле. [c.245]

Круговой дихроизм, однако, используют не только при определении оптической активности хиральных молекул. Его ус-пещно применяют при выявлении асимметрии, индуцируемой в-результате включения обычно симметричной или нехиральной молекулы в организованную структуру, например при асимметричном связывании с белком. Индуцированная асимметрия может приводить к различному поглощению право- и левовращающего поляризованного света, т. е. в результате КД можно наблюдать в области главных полос поглощения хромофора. Ilpii этом удается выявлять различные формы пигмента in situ и получать сведения об искажениях конформации молекулы хромофора, вызванных связыванием с другими молекулами ил[1 обусловленных структурной организацией. [c.29]

Сами асимметричные молекулы, в отличие от их рацемических смесей, обладают оптической активностью и круговым дихроизмом. Они вращают плоскость поляризации света и неодинаково поглощают свет, поляризованный по правому и левому кругу (см. гл. 5). Зеркальные антиподы отличаются друг от друга не величиной угла поворота плоскости поляризации, а знаком этого угла то же относится и к круговому дихроизму L-аминокислоты названы так не потому, что они вращают плоскость поляризации света влево, а О-аминокислрты — вправо. Исходным для левого ряда органических соединений служит левовращающий глицериновый альдегид НОС—СН(ОН)—СНгОН. Все L-соединения можно в принципе получить из него путем замещения соответствующих атомов и групп, присоединенных к асимметрическому [c.80]

Удельное вращение плоскости поляризации света [а] выражается в угловых градусах. Приводится для )-линии натрия при температуре (в °С), указанной верхним индексом при численном значении угла вращения. Знаки + и — перед этим значением обозначают соответственно правое (т. е. по часовой стрелке) или левое (против часовой стрелки) вращение затем в скобках обычно указаны концентрация оптически активного вещества (в г на 100 мл растворителя или в %) и растворитель, в котором проводилось определение (если растворитель не обозначен — определение проводилось в воде). Правовращающие и левовращающие оптические изомеры обозначают соответственно буквами d а I перед названием соединения, например -Лимонен /-Лимонен. Перед названием вещества, представляющего собой оптически неактивный рацемат, ставится обозначение dl , например, /-Лимонеи. Символами о и I- перед названием соединения обозначают не направление вращения плоскости поляризации, а пространственную конфигурацию асимметрических молекул этого соединения и соответственно его принадлежность к стерическим рядам о-глицеринового альдегида и ь-глицерииового альдегида. В этом случае правое или левое вращение плоскости поляризации, присущее соединению с о- или ь-конфигурацией, обозначается соответственно знаками (-Ь) или (—) в скобках например и(—)-Фруктоза ь(+)-Аланин. Рацематы зеркальных изомеров с-ряда и ь-ряда могут быть обозначены символом оь напрнмер ОЬ-Молочная к-та. [c.120]

В их оптических свойствах зависит исключительно от строения кристаллов. Последнее доказывается хотя бы тем фактом, что раствор этой соли пе вращает плоскость поляризации и при кристаллизации выделяется смесь изомеров. Наоборот, право- и левовращающие кристаллы винной кислоты мы относим к разным фазам, так как их растворы различно врапщют плоскость поляризации и при кристаллизации выделяется исходный изомер. В данном случае вращательная способность является свойством молекулы, т. е. оптические изомеры винной кислоты являются различными веществами. [c.20]

Оптически активные вещества. Все вещества по отношению к поляризованному свету делятся на оптически активньте и оптически неактивные. Оптически активнйе вещества способны изменять плоскость поляризации света. Оптическая активность обусловлена либо асимметрией структуры кристаллических решеток веществ, либо асимметрией молекул. Оптически активные вещества встречаются в двух модификациях правовращающей или левовращающей. Правовращающие вращают плоскость поляризации света вправо (вращение по часовоц стрелке), левовращающие вращают плоскость поляризации влево (вращение против часовой стрелки). Примером твердого оптически активного вещества является кварц (5102). Атомы кремния и кислорода, входящие в состав кварца, расположены по винтовой линии — правой (правовращающий кварц) или левой (левовращающий кварц). [c.80]

Условием оптической активности молекул является отсутствие у них центра или плоскости симметрии. Существуют две формы, которые относятся друг к другу, как образ к его зеркальному отображению (оптические антиподы). Вращательная способность оптических антиподов одинакова, но имеет противоположный знак. Смеси одинаковых количеств право- и левовращающих антиподов в той форме, в какой они обычпб обра-зуютея при синтезе, называются рацемическими смесями (рацематами). Они оптически неактивны. [c.428]

Когда структура, например клеточная, состоит из молекул оптически активного вещества, которое является рацематом, то может образовываться неэпан-тиоморфная клеточная структура, составленная из равного количества право- и левовращающих молекул. Продукт может иметь структуру, состоящую из полостей, которые не должны быть несимметричными и которые могут встречаться в зеркально-отображенных парах, как и включаемые молекулы. Селективность право- и левовращающих молекул- гостей не проявляется, когда такая структура кристаллизуется с обпазованием клатрата. [c.136]

На рис. 6 можно видеть, что все только что рассмотренные молекулярные спирали представляют такие последовательности равнонаклонных эквивалентных единиц, что каждая спираль не только имеет правый или левый винт, но также отличается определенным направлением. Это связано с ориентацией связей С — К, которые на рис. 6 направлены вниз. Переворот такой спирали не изменит вращения винта, но направление спирали будет обратным. Таким образом, две спирали, право- и левовращающая, дают как бы четыре различные конформации, которые могут упаковываться в кристалле параллельно друг другу. Так как контакт молекул определяется только боковыми группами, то противоположно направленные и одинаково вращающиеся спирали почти эквивалентны друг другу и, по-видимому, взаимно замещаются в структуре. При таком замещении положения групп К сохраняются, но скелет цепи слегка смещается параллельно оси спирали. [c.426]

С другой стороны, рацематы охватывают 165 остальных групп В них право- и левовращающие молекулы обычно группируются парами около центров симметрии или зеркальных плоскостей. Молекулы могут быть также связаны плоскостью скольжения. В этом случае наблюдается правильное чередование антимерных молекул, без образования отдельных пар. Эта возможность иллюстрируется на примере DL-аланина, кристаллизующегося в пространственной группе РЬ2п (Albre ht), 1943). [c.73]

И сами асимметричны, но число правых и левых форм одинаково. Различие между ними может зависеть от очень слабых— возможно даже неизмеримых—деталей конформаций и валентных углов и исчезает с разрушением решетки. (Ранее уже отмечалось, что полная группа точечной симметрии идеальной молекулы редко реализуется в кристалле). Однако в некоторых случаях это различие очевидно, хотя и исчезает в растворе. Молекула ис-азобензола вынуждена потерять копланарность из-за отталкивания между орто-атомами водорода, поэтому она обладает только осью симметрии второго порядка и существует в кристалле в виде право- и левовращающей форм (Hampson, Robertson, 1941). Метильная группа молекулы креатинина (VIII) выведена [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология