Sekite 15min Google
Tam tikros organinės molekulės gali egzistuoti dviem formomis, t.y., jų cheminė sandara yra ta pati, tačiau erdvinis atomų išsidėstymas molekulėse skiriasi. Jos sudaro taip vadinamus erdvinius izomerus.
Kaip pavyzdį galime įsivaizduoti savo delnus – tai nesutapatinami veidrodiniai atspindžiai. Tokios molekulės savo fizikinėmis, cheminėmis savybėmis yra identiškos, todėl joms susidarius cheminių reakcijų metu yra sudėtinga tarpusavyje atskirti, gauti gryną vieną ar kitą formą.
Panašumai dingsta, kai šios skirtingos formos (t.y., erdviniai izomerai) sąveikauja su biologinėmis sistemomis. Pavyzdžiui, tokios pačios sandaros, bet skirtingą erdvinį atomų išsidėstymą turinčių molekulių kvapą mes identifikuojame skirtingai.
Tarkime, skirtingi junginio limoneno izomerai identifikuojami kaip apelsino (R-limonenas) arba citrinos (S-limonenas) kvapas; karvono – kaip mėtos (R-karvonas) arba kumino (S-karvonas). Sutiksime, kad šie kvapai tarpusavyje yra skirtingi, o molekulės skiriasi tik atomų erdviniu išsidėstymu apie vieną iš anglies tomų.
Dar svarbiau yra tokių skirtingų molekulės formų identifikavimas ir tyrimai farmacijos pramonėje. Nes viena iš molekulės formų gali turėti pageidaujamą farmakologinį aktyvumą, tuo tarpu, kita forma gali sąveikauti su netiksliniais biologiniais taikiniais ir turėti visai kitą efektą, sukelti nepageidaujamus poveikius ar net toksiškumą. Tokių atvejų vaistų kūrimo istorijose yra žinoma ne vienas.
Viena didžiausių tragedijų farmacijos pramonėje vadinama vaisto nuo pykinimo Talidomido istorija šeštajame dešimtmetyje. Nenustačius, kad vaistas turi dvi erdvines formas, kurių viena sukelia vaisiaus vystymosi sutrikimus, tūkstančiai vaikų gimė su apsigimimais. Pagal dabartinius reikalavimus kiekviena vaisto erdvinio izomero forma turi būti išskirta ir ištirta atskirai. Tam reikalingi papildomi resursai ir laikas.
Jei lyginsime gamtoje egzistuojančius ir laboratorijoje gaunamus junginius, galima pastebėti, kad natūralios medžiagos paprastai randamos vienoje iš erdvinių formų (pavyzdžiui, aminorūgštys), tuo tarpu, laboratorijose vykdomų reakcijų metu gauti atskiras formas yra sudėtinga, paprastai vienodu santykiu susidaro abi.
Mokslininkams Henri B.Kagan ir Kenso Soai 2026 m. Nobelio chemijos premija buvo skirta už šios gamtos mįslės išsprendimą. Jų atradimai prisidėjo prie supratimo, kas lemia vienos ar kitos erdvinės molekulės formos susidarymą ir kaip tą galima panaudoti cheminių reakcijų metu.
Henri B.Kagan premija skirta už taip vadinamų netiesinių efektų tyrimus. Jis pastebėjo, kad ir esant pakankamai mažam taip vadinamo enantiomerinio katalizatoriaus kiekiui, gaunamas neproporcingai didelis vienos erdvinės formos produkto kiekis.
Kenso Soai įvertintas už autokatalizės atradimus asimetrinėje organinėje sintezėje. Jo vardo reakcija dar vadinama elegantiškiausia organinėje chemijoje. Mokslininkas stereoselektyviai reakcijai kaip katalizatorių panaudojo produktą. Tokiu būdu, per keletą katalitinių ciklų yra gaunama tik viena tikslinė erdvinė produkto forma.
Abiejų mokslininkų metodai ženkliai prisideda prie to, kad organinių reakcijų metu būtų galima selektyviai gauti vieną iš dviejų galimų erdvinių formų (izomerų). Šių reakcijų svarba apima daugiau nei organinę chemiją. Tokios reakcijos svarbios vaistų ir kitų funkcinių medžiagų kūrime.
