Original:http://www.chm.bris.ac.uk/motm/cyclooct/cycloocn.htm


Циклооктен


Создано научным писателем Дэвидом Брэдли
С графической помощью от Императорского колледжа Генри Рзепа.

Здесь доступна страница с использованием встроенных структур Chime.


С одной стороны...

Природа не симметрична, по крайней мере, на молекулярном уровне. Пастер был одним из первых, кто заметил это в асимметрии крошечных кристаллов солей винной кислоты. Двойная спираль ДНК имеет тенденцию к спирали только в одном направлении, хотя для нее было бы просто закрутить другое, в то время как природа почти неизменно использует только левую форму аминокислот для создания своих белков. Существует множество теорий, которые пытаются объяснить предвзятость, лежащую в самих корнях самой жизни, но теперь японские исследователи считают, что они нашли доказательства для поддержки одного из самых причудливых, в котором говорится, что химическое решение лежит в звездах.

С одной стороны, казалось бы, природа может просто выбрать либо хиральную форму любой молекулы, чтобы играть. Многие молекулы могут существовать в двух так называемых ручных или хиральных формах - каждый, известный как энантиомер, является неперемещаемым зеркальным отражением его аналога - как пара рук. Для химика эта ручность в природе более чем академическая, одна из форм молекулы будет реагировать с другой хиральной молекулой иначе, чем противоположный энантиомер. Для фармаколога один энантиомер лекарственного средства может взаимодействовать по-разному с рецептором или ферментом в организме (которые сами по себе являются хиральными) и поэтому имеют разные эффекты. Один энантиомер болеутоляющего ибупрофена в три раза сильнее, чем его зеркальное изображение, в то время как одна из форм некоторых препаратов очень эффективна, а другая имеет опасные побочные эффекты.

В 1980-х годах химик Уильям Боннер из Стэнфордского университета и Эдвард Рубенстайн из Медицинской школы Стэнфорда в США придумал своеобразную теорию, объясняющую, почему природа выбрала одну киральную форму, а не другую. До сих пор, однако, было немного больше, чем косвенные доказательства для поддержки их идеи.

Сначала исследователи предположили, что жизнь не могла возникнуть, если бы природа пыталась работать с двумя хиральными формами. Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что белки не могут быть построены, а клетки размножаются, если присутствуют, например, киральные формы ДНК. Затем команда посмотрела на звезды для возможного триггера, который мог выстрелить пусковой пушкой, заставляя природу выбирать между левым и правым, поскольку хиральность не могла сказать, что они возникли спонтанно в химической реакции на ранней Земле.

Нейтронные звезды выбрасывают электромагнитное излучение, которое циркулярно поляризовано против часовой стрелки от северного полушария звезды и по часовой стрелке с юга - излучение является хиральным. Боннер и Рубенштейн считают, что это хиральное излучение повлияло бы на химию местной межзвездной пыли, что привело бы к избытку одного набора энантиомеров молекул, проходящих через северное полушарие и наоборот с юга. Пыль из одного полушария соседней нейтронной звезды, если бы она достигла молодой земли, была бы достаточной хиральностью, чтобы высеять предбиотическую химию, которая породила жизнь.

Йошихиса Иноуэ и его коллеги из проекта ERITIO по фотохирогенезу в Университете Осаки, работающие с командами из Технологического института Химедзи и Умезоно Цукуба, разработали источник синхротронного излучения, который производит поляризованный ультрафиолетовый свет как левой, так и правой формы.

Они использовали это хиральное излучение для имитации эффектов одного полушария нейтронной звезды на химическую реакцию, чтобы увидеть, могут ли они заставить ее спуститься только на один из двух возможных путей к левому или правому продукту.

Они выбрали простую реакцию, которая может управляться светом. В реакции двойная связь между двумя атомами углерода в циклическом углеводородном циклооктане превращается в флип, так что продукт имеет завихрение. В зависимости от того, каким образом сальниковые сальники производят либо левый, либо правый инструмент. В нормальном УФ-свете оба продукта образуются в равных количествах.

Когда Иноу и его коллеги использовали свой хиральный УФ, они произвели избыток одной формы всего 0,12%. Однако это, по их утверждению, является достаточным предвзятостью для доказательства внеземного происхождения единоличности химии в природе.

Возможность влияния на промышленно важные реакции, такие как синтез одиночных энантиомеров лекарственных средств и катализаторов, теперь может быть возможной в качестве спина от вращающегося УФ-излучения. Хотя еще предстоит выяснить, могут ли быть подняты проценты или будут ли эти реакции потребоваться миллионы лет.


Иллюстрации pdb были созданы Генри Рзепой из Имперского колледжа в Лондоне

Эта страница первоначально появилась как статья в «Элементальных открытиях Дэвида Брэдли» .

Применяются обычные заявления об отказе от ответственности, а это означает, что если вы играете с синхротронным излучением и углеводородами, вы делаете это на свой страх и риск.