Химия
Википедия
Химия
Химией называется одна из обширных и важных отраслей естествознания о веществах и их свойствах, строении, а также о превращениях, которые происходят во вр... читать далее »
Новости по Химии
02.12.2013 11:52

Немецкие ученые делают “моментальные снимки” хиральности молекул. Химия.

Немецкие ученые делают “моментальные снимки” хиральности молекул
Большинство органических молекул встречаются в двух вариантах - зеркальных отражениях друг друга, подобно левой и правой руке. Это свойство называется хиральностью.

 Например, левый и правый вариант одной и той же молекулы отличает запах лимонов от запаха апельсинов. Ученым важно знать, как атомы хиральных молекул расположены относительно друг друга (на научном языке это называется абсолютная конфигурация).

Конечно, есть методы определения хиральности - но для выяснения абсолютной конфигурации они вынуждены применять теоретические модели. Более того, ни одна техника не способна показать хиральность отдельных молекул в газообразном состоянии. Это смогли сделать только Хольгер Крекель (Holger Kreckel) и Андреас Вольф (Andreas Wolf) из Института ядерной физики им. Макса Планка и Оливер Трапп (Oliver Trapp) из Института органической химии при Гейдельбергском университете. Ученые научились делать, скажем так, моментальные снимки молекулярной структуры эпоксисоединения.
Сначала химики под началом Траппа изготовили соединение с заданной хиральностью: они перенесли хиральность производного соединения винной кислоты природного происхождения на молекулу дидейтерооксирана. И физики уже работали с этим веществом в минимальной концентрации.
Группа Крекеля взяла электрически нейтральные молекулы и получила положительно заряженные ионы, убрав из каждой молекулы по одному электрону. Такие ионы можно разогнать до сверхвысоких скоростей в ускорителе элементарных частиц. Ускоренные ионы затем пролетели сквозь сверхтонкую алмазную фольгу. Быстрее, чем за одну фемтосекунду (миллиардная доля микросекунды) фольга вырывает из молекул электроны связи: остаются только высокозарядные атомы, которые яростно отталкивают друг друга. Потеряв электроны, которые "склеивали" молекулы, фрагменты атомов разлетаются в разные стороны.

Немецкие ученые делают "моментальные снимки" хиральности молекул

Однако атомы при этом сохраняют взаимное расположение. По ходу полета создается трехмерное изображение молекулы, где удерживается ее исходная геометрическая структура. К моменту приближения к детектору молекула вырастает уже до нескольких сантиметров. И итоговое трехмерное изображение на экране демонстрирует абсолютную конфигурацию, которая, в свою очередь, раскрывает хиральность молекулы. Эта новаторская схема обнаружения частиц с помощью "кулоновского взрыва" была осуществлена в Институте Вайцманна (Израиль).
"Наша методика также позволяет исследовать хиральные фрагменты молекул", - объясняют ученые. Дело в том, что масс-селективный фильтр, расположенный над алмазной фольгой, отбирает молекулярные фрагменты требуемой массы. Фильтр можно настроить таким образом, что только интересующий исследователей хиральный фрагмент направляется на фольгу и фиксируется детектором. Именно сочетание масс-спектрометрии с кулоновским взрывом и делает метод столь привлекательным для работы с хиральными молекулами. 



Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.