Chiral vs Achiral
Oba tyto termíny lze diskutovat pod společným termínem Chiralita, který poprvé zavedl lord Kelvin v roce 1894. Slovo Chiralita má řecký původ a znamenalo „ruka“. Termín se dnes běžně používá ve stereochemii a vztahuje se k mnoho důležitých oblastí organické, anorganické, fyzikální a výpočetní chemie. Je to spíše matematický přístup k ručnímu ovládání. Když se říká, že molekula je chirální, tato molekula a její zrcadlový obraz jsou nepřeložitelné, což v ideálním případě připomíná případ naší levé a pravé ruky, které nelze překrývat svými příslušnými zrcadlovými obrazy.
Co je chirální?
Jak bylo uvedeno výše, chirální molekula je molekula, kterou nelze překrýt svým zrcadlovým obrazem. K tomuto jevu dochází v důsledku přítomnosti asymetrického atomu uhlíku přítomného v molekule. O atomu uhlíku se říká, že je asymetrický, když jsou k tomuto konkrétnímu atomu uhlíku připojeny čtyři různé typy skupin/atomů. Proto, když uvažujeme zrcadlový obraz molekuly, je nemožné, aby odpovídal původní molekule. Předpokládejme, že uhlík měl dvě skupiny navzájem podobné a další dvě byly zcela odlišné; přesto může být zrcadlový obraz této molekuly superponován s původní molekulou po několika kolech rotací. V případě přítomnosti asymetrického atomu uhlíku však ani po provedení všech možných rotací nelze zrcadlový obraz a molekulu překrýt.
Tento scénář je nejlépe vysvětlen pomocí konceptu handedness, jak je zmíněn v úvodu. Chirální molekula a její zrcadlový obraz se nazývají pár enantiomerů nebo „optické izomery“. Optická aktivita se vztahuje k rotaci rovinně polarizovaného světla molekulární orientací. Proto, když uvažujeme pár enantiomerů, když jeden otáčí rovinně polarizované světlo doleva, druhý to dělá doprava. Tímto způsobem mohou být tyto molekuly rozlišeny. Enantiomery sdílejí velmi podobné chemické a fyzikální vlastnosti, ale v přítomnosti jiných chirálních molekul se chovají velmi odlišně. Mnoho přírodních sloučenin je chirálních, a to hodně pomohlo při katalýze enzymy, protože enzymy se vážou pouze na konkrétní enantiomer, ale ne na druhý. Proto je mnoho reakcí a cest v přírodě vysoce specifických a selektivních a poskytuje platformu pro variace a jedinečnost. Enantiomery jsou pro usnadnění identifikace pojmenovány různými symboly. tj. R/S, +/-, d/l atd.
Co je Achiral?
Achirální molekula může být superponována se svým zrcadlovým obrazem bez velkého úsilí. Pokud molekula neobsahuje asymetrický uhlík nebo jinými slovy stereogenní centrum, lze tuto molekulu považovat za achirální molekulu. Proto tyto molekuly a jejich zrcadlové obrazy nejsou dvě, ale stejná molekula, protože jsou navzájem totožné. Achirální molekuly neotáčejí rovinně polarizované světlo, a proto nejsou opticky aktivní. Pokud jsou však dva enantiomery ve směsi v podobných množstvích, neotáčí viditelně rovinně polarizované světlo, protože světlo rotující v podobných množstvích doleva a doprava má rotační efekt zrušený. Proto se tyto směsi jeví jako achirální. Nicméně kvůli tomuto zvláštnímu jevu se tyto směsi často nazývají racemické směsi. Tyto molekuly také nemají odlišné vzory pojmenování jako pro chirální molekuly. Atom lze také považovat za achirální objekt.
Jaký je rozdíl mezi Chiral a Achiral?
• Chirální molekula obsahuje asymetrický atom uhlíku/stereogenní centrum, ale achirální molekula nikoli.
• Chirální molekula má zrcadlový obraz, který nelze překrývat, ale achirální molekula nikoli.
• Chirální molekula a její zrcadlový obraz jsou považovány za dvě různé molekuly zvané enantiomery, ale achirální molekula a její zrcadlový obraz jsou totožné.
• Chirální molekula má k chemickému názvu různé předpony, ale achirální molekuly takové předpony neobsahují.
• Chirální molekula otáčí rovinně polarizované světlo, ale achirální molekula ne.
