Logo

Разделение рацемических смесей

Разделение рацемических смесей осуществляется методом вы­со­ко­эф­фек­тив­ной жидкостной хро­ма­тог­ра­фии [1]. На данный момент это самый эф­фек­тив­ный метод! Но это не значит, что химики не ищут аль­тер­на­тив­ных путей. В частности, 10 мая 2018 года в Nature была опуб­ли­ко­ва­на работа [2], в которой был предложен новый метод раз­де­ле­ния ра­це­ми­чес­ких смесей с помощью селективной адсорбции к на­маг­ни­чен­ной по­верх­нос­ти. А для того, чтобы понять, в чём зак­лю­ча­ет­ся суть данного метода, нужно ра­зоб­рать­ся в том, чем вообще являются ра­це­ми­чес­кие смеси, и в чём заключается отличие их элементов. И тогда станет со­вер­шен­но ясно, что суть раз­де­ле­ния ра­це­ми­чес­ких смесей с помощью се­лек­тив­ной ад­сорб­ции к на­маг­ни­чен­ной по­верх­нос­ти может про­ис­хо­дить только из-за разной по­ля­ри­за­ции элек­тро­нов в энан­­ти­о­­ме­­рах.

РАЗДЕЛЕНИЕ РАЦЕМИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ

Рацемические смеси состоят из энантиомеров. Энантиомер является кон­фи­гу­ра­цией хиральной молекулы. Хи­раль­ная молекула – это не­сим­мет­рич­ная молекула, состоящая из нес­коль­ких атомов, которые можно рас­по­ло­жить зеркально, от­но­си­тель­но другу друга. А каждый энан­тио­мер является одним из вариантов её отоб­ра­же­ния. При­мер­ном таких молекул могут быть D-аланин и L-аланин [3]. Они являются зеркальным отоб­ра­же­ни­ем друг друга. А ра­це­ми­чес­кая смесь является смесью хи­раль­ных молекул в со­от­но­ше­нии 1 к 1. Причём важно заметить, что, не смотря на такое, казалось бы, не­зна­чи­тель­ное различие и чрез­вы­чай­ную схожесть, действие хиральных молекул сильно раз­ли­ча­ет­ся [4]. И именно поэтому важно уметь их различать и разделять.

Обусловлено различие в характеристиках хиральных молекул разностью слабого вза­имо­дейст­вия [5]. Понять это удалось уже во второй половине XX века, в ре­зуль­та­те развития физики эле­мен­тар­ных частиц [6]. И хотя фик­си­ру­е­мое нами влияние кон­фи­гу­ра­ции молекул на их энер­ге­ти­чес­кий потенциал крайне не­зна­чи­тель­ное, тем не менее, этого влияния достаточно для того, чтобы прак­ти­чес­ки все био­ло­ги­чес­кие молекулы были ле­во­ориен­ти­ро­ван­ны­ми [7]. И этот же принцип лежит в основе раз­де­ле­ния ра­це­ми­чес­ких смесей с помощью се­лек­тив­ной ад­сорб­ции к на­маг­ни­чен­ной поверхности. Из-за раз­нос­ти спинов [8] электронов, одни хиральные молекулы будут при­тя­ги­вать­ся к на­маг­ни­чен­ной по­верх­нос­ти, а другие от­тал­ки­вать­ся.

Разделение рацемических смесей

На данный момент разделение рацемических смесей с помощью се­лек­тив­ной адсорбции к на­маг­ни­чен­ной по­верх­нос­ти осу­щест­вля­лось только экс­пе­ри­мен­таль­но, и следует заметить, что эффект ад­сорб­ции пока наб­лю­дал­ся только в течение нескольких секунд. Но зато разделять таким образом удавалось прак­ти­чес­ки все молекулы. Поэтому, хотя метод всё ещё требует доработки и даль­ней­ше­го анализа, вполне вероятно, что в скором будущем он заменит вы­со­ко­эф­фек­тив­ную жид­кост­ную хро­ма­то­гра­фию. В лю­бом слу­чае, данное ис­сле­до­ва­ние интересно не только с прак­ти­чес­кой, но и с тео­ре­ти­чес­кой точки зрения. И возможно, что даль­ней­шие ис­сле­до­ва­ния в этой области позволят лучше понять природу ле­во­ориен­ти­ро­ван­нос­ти био­ло­ги­чес­ких молекул.

ХИРАЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЫ

Источники

[1] sciencedirect.com/science/article/pii/S0021967308003841

[2] science.sciencemag.org/content/early/2018/05/09/science.aar4265

[3] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC248158/

[4] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3573415/

[5] nature.com/news/force-of-nature-gave-life-its-asymmetry-1.15995

[6] nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/031.htm

[7] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5104503/

[8] pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz300793y

[свернуть]
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

avatar
  Подпишись!  
Уведомлять
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить