La quiralidad es una propiedad fundamental de muchas moléculas orgánicas y significa que los compuestos químicos pueden aparecer no solo en una forma, sino también en dos formas de imagen especular. Los químicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg ahora han encontrado una manera de inducir espontáneamentequiralidad en sustancias cristalinas, líquido-cristalinas y líquidas, sin requerir ninguna influencia externa. Los hallazgos podrían ser significativos para el desarrollo de nuevas sustancias activas y para la ciencia de los materiales. El estudio fue publicado recientemente en Ciencia química una revista internacional publicada por la Royal Society of Chemistry.
La quiralidad se encuentra en casi todas las moléculas que ocurren en la naturaleza. "Las moléculas son arreglos espaciales de átomos interconectados. Sin embargo, muchas moléculas tienen no solo una forma, sino al menos dos", explica el profesor Carsten Tschierske, químico de MLU.estas formas son imágenes especulares entre sí, se llama quiralidad.
Ambas formas de imagen especular se producen en cantidades iguales durante las reacciones químicas normales en el laboratorio. "Sin embargo, las cosas ocurren de forma diferente en la naturaleza: los carbohidratos, los aminoácidos y los ácidos nucleicos solo tienen una forma dominante", explica Tschierske. Y con buena razón: por ejemplo, los ácidos nucleicos transportan información sobre nuestro ADN. Incluso los más mínimos cambios en nuestro material genético pueden conducir a enfermedades graves ". Si cada ácido nucleico tuviera dos formas, la estructura de nuestro ADN sería caótica porque habría demasiados posiblesvariaciones. La vida tal como la conocemos sería imposible ", afirma Tschierske.
El proceso exacto que una vez creó la quiralidad uniforme en estas moléculas aún se desconoce. Además, durante mucho tiempo se supuso que las mezclas de moléculas de imagen especular solo pueden separarse espontáneamente en materiales cristalinos. Sin embargo, en un estudio publicado en Química de la naturaleza en 2014, el equipo de Tschierske pudo demostrar que este fenómeno de escisión quiral también se puede observar en los líquidos. "Esto es importante porque los orígenes de la vida se encuentran en los sistemas acuosos líquidos", explica el químico.
En este nuevo estudio, su equipo fue un paso más allá. Los investigadores encontraron una manera no solo de generar quiralidad en los líquidos, sino también de transferirla específicamente a materiales líquidos, cristalinos y cristalinos sin incurrir en ninguna pérdida. Para hacer esto, ellos científicos usaron benzil, una molécula que normalmente es aquiral, en otras palabras, no tiene imagen especular, pero puede retorcerse de tal manera que se vuelva quiral. "Ya sabíamos que el benzil podía cristalizar en una forma quiral uniforme", dice TschierskeAl modificar esta molécula, los investigadores pudieron generar espontáneamente moléculas con quiralidad uniforme incluso en estado líquido, y mantener este estado durante las conversiones ". Estos hallazgos contribuyen a nuestra comprensión de la formación de bioquiralidad uniforme. Al mismo tiempo, nuestro enfoque también se puede utilizar para sintetizar moléculas y materiales quirales, sin requerir costosos precursores quirales ", explica Tschierske.
El estudio realizado en Halle contribuye a nuestra comprensión de cómo la bioquiralidad uniforme podría haberse desarrollado hace millones de años. Al mismo tiempo, proporciona nuevas ideas sobre cómo se puede generar espontáneamente la quiralidad. Hay una amplia gama de aplicaciones: por ejemplo, las sustancias quirales pueden usarse como ingredientes activos en medicina. Los resultados de la investigación también podrían usarse en una amplia variedad de materiales, por ejemplo, en el procesamiento óptico de la información.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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