Chiral gegen Achiral
Beide Begriffe können unter dem gemeinsamen Begriff Chiralität diskutiert werden, der erstmals 1894 von Lord Kelvin geprägt wurde viele wichtige Bereiche der Organischen, Anorganischen, Physikalischen und Computerchemie. Es ist eher ein mathematischer Ansatz zur Händigkeit. Wenn ein Molekül als chiral bezeichnet wird, sind dieses Molekül und sein Spiegelbild nicht überlagerbar, was idealerweise dem Fall mit unserer linken und rechten Hand ähnelt, die nicht mit ihren jeweiligen Spiegelbildern überlagert werden können.
Was ist chiral?
Wie oben erwähnt, ist ein chirales Molekül ein Molekül, das nicht mit seinem Spiegelbild überlagert werden kann. Dieses Phänomen tritt aufgrund des Vorhandenseins eines im Molekül vorhandenen asymmetrischen Kohlenstoffatoms auf. Ein Kohlenstoffatom wird als asymmetrisch bezeichnet, wenn vier verschiedene Arten von Gruppen/Atomen mit diesem bestimmten Kohlenstoffatom verbunden sind. Wenn man das Spiegelbild des Moleküls betrachtet, ist es daher unmöglich, es an das ursprüngliche Molekül anzupassen. Nehmen wir an, Kohlenstoff hätte zwei Gruppen, die einander ähnlich sind und die anderen beiden völlig unterschiedlich sind; Das Spiegelbild dieses Moleküls kann jedoch nach mehreren Rotationsrunden mit dem ursprünglichen Molekül überlagert werden. Im Fall des Vorhandenseins eines asymmetrischen Kohlenstoffatoms können jedoch selbst nach Durchführung aller möglichen Drehungen das Spiegelbild und das Molekül nicht überlagert werden.
Dieses Szenario lässt sich am besten durch das in der Einleitung erwähnte Konzept der Händigkeit erklären. Ein chirales Molekül und sein Spiegelbild werden als Enantiomerenpaar oder „optische Isomere“bezeichnet.“Optische Aktivität bezieht sich auf die Rotation von linear polarisiertem Licht durch die molekulare Orientierung. Wenn man also ein Paar von Enantiomeren betrachtet, dreht das eine das linear polarisierte Licht nach links, das andere nach rechts. Dadurch können diese Moleküle auf diese Weise unterschieden werden. Enantiomere haben sehr ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften, aber in Gegenwart anderer chiraler Moleküle verh alten sie sich sehr unterschiedlich. Viele Verbindungen der Natur sind chiral, was bei der Katalyse durch Enzyme sehr hilfreich war, da die Enzyme nur an ein bestimmtes Enantiomer binden, aber nicht an das andere. Daher sind viele Reaktionen und Wege in der Natur hochspezifisch und selektiv und bieten eine Plattform für Variation und Einzigartigkeit. Enantiomere werden zur leichteren Identifizierung mit unterschiedlichen Symbolen benannt. d.h. R/S, +/-, d/l etc.
Was ist achiral?
Ein achirales Molekül lässt sich ohne großen Aufwand mit seinem Spiegelbild überlagern. Wenn ein Molekül kein asymmetrisches Kohlenstoffatom oder mit anderen Worten kein stereogenes Zentrum enthält, kann dieses Molekül als achirales Molekül betrachtet werden. Daher sind diese Moleküle und ihre Spiegelbilder nicht zwei, sondern dasselbe Molekül, da sie identisch sind. Achirale Moleküle drehen linear polarisiertes Licht nicht und sind daher optisch nicht aktiv. Wenn jedoch zwei Enantiomere in ähnlichen Mengen in einem Gemisch vorliegen, dreht es linear polarisiertes Licht nicht sichtbar, da das Licht, das in ähnlichen Mengen nach links und rechts gedreht wird, den Rotationseffekt aufhebt. Daher scheinen diese Mischungen achiral zu sein. Aufgrund dieses besonderen Phänomens werden diese Mischungen jedoch oft als racemische Mischungen bezeichnet. Diese Moleküle haben auch keine anderen Namensmuster als die chiralen Moleküle. Auch ein Atom kann als achirales Objekt betrachtet werden.
Was ist der Unterschied zwischen chiral und achiral?
• Ein chirales Molekül enthält ein asymmetrisches Kohlenstoffatom/stereogenes Zentrum, ein achirales Molekül jedoch nicht.
• Ein chirales Molekül hat ein nicht überlagerbares Spiegelbild, ein achirales Molekül jedoch nicht.
• Ein chirales Molekül und sein Spiegelbild werden als zwei verschiedene Moleküle betrachtet, die Enantiomere genannt werden, aber ein achirales Molekül und sein Spiegelbild sind identisch.
• Dem chemischen Namen eines chiralen Moleküls werden verschiedene Präfixe hinzugefügt, aber achirale Moleküle enth alten solche Präfixe nicht.
• Ein chirales Molekül dreht linear polarisiertes Licht, ein achirales Molekül jedoch nicht.
