Forscher beobachten erstmals spontane Chiralität in Flüssigkeiten

4. September 2014, 10:26
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Bisher galt sogenannte spontane Racematspaltung nur im festen, kristallinen Zustand als möglich

Als sogenannte chirale Moleküle bezeichnet man Moleküle, die mit ihrer spiegelbildlichen Variante nicht zur Deckung gebracht werden können. Bereits im Jahr 1848 gelang Louis Pasteur die Auftrennung solcher Moleküle durch Kristallisation und manuelles Aussortieren der Kristalle unter dem Mikroskop. Bislang war man in der Fachwelt der Meinung, dass eine spontane Trennung chiraler Moleküle nur im festen, kristallinen Zustand möglich ist. Wissenschaftern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben nun jedoch diese These widerlegt: Die Forscher konnten erstmals nachweisen, dass diese sogenannte spontane Racematspaltung auch in Flüssigkeiten beobachtet werden kann. Damit liefern sie einen neuen möglichen Ansatz zur Klärung des Ursprungs der einheitlichen Chiralität von Kohlenhydraten und Aminosäuren.

"Kohlenhydrate und Aminosäuren sind die Bausteine des Lebens, die in der Natur in jeweils nur einer spiegelbildlichen Form vorliegen. Diese Einheitlichkeit ist eine unabdingbare Voraussetzung für das Funktionieren biologischer Systeme. Bisher ungeklärt war jedoch, wie sich die Einheitlichkeit herausbilden konnte", erklärt der Chemiker Carsten Tschierske. "Denn unter den ursprünglichen Bedingungen auf der Erde entstanden chirale Moleküle zunächst als Gemische, die die gleiche Anzahl spiegelbildlicher und zugleich bildlicher Moleküle enthielten."

Paradigmenwechsel

Erklären kann dieses Phänomen die von den halleschen Wissenschaftern entdeckte spontane Racematspaltung in Flüssigkeiten, kombiniert mit der Chiralitätsverstärkung. Voraussetzung für die Spaltung chiraler Moleküle in Flüssigkeiten ist, dass sich beide spiegelbildlichen Formen der Moleküle in einem schnellen Prozess ineinander umwandeln können. Mit dem Konzept der dynamischen Racematspaltung führen die Chemiker einen Paradigmenwechsel auf dem Gebiet der Stereochemie ein. Die so einmal erzeugte einheitliche Chiralität von Flüssigkeiten kann zudem - nach deren Fixierung - als Hilfsmittel oder Katalysator für die Synthese von Pharmazeutika und anderen chiralen Wirkstoffen genutzt werden. (red, derStandard.at, 04.09.2014)

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