Хиральность

(англ. chirality, от греч. chéir — рука)

понятие в химии, характеризующее свойство объекта быть несовместимым со своим отображением в идеальном плоском зеркале. Впервые сформулировано в 1884 У. Томсоном, но распространение получило только после 1966, когда было введено в стереохимию В. Прелогом. Наряду с конфигурацией и конформацией Х. — основное понятие современной стереохимии (См. Стереохимия). Различают центральную, осевую и планарную Х., которым соответствуют хиральные элементы: центральную ось и плоскость (см.рис.). Для энантиоморфных кристаллов (см. Энантиоморфизм) и некоторых видов молекул целесообразно говорить о хиральном пространстве. Хиральный центр — более широкое понятие, чем асимметричный атом, поскольку существуют молекулы, у которых хиральный центр не совпадает ни с одним из атомов. Планарная Х. характерна для металлоорганических соединений, например π-комплексов олефинов, аренов. Х. — необходимое условие естественной оптической активности (См. Оптическая активность) молекул, поскольку хиральные объекты существуют в виде пары энантиомеров (см. Изомерия). Отсутствие Х. обозначается термином «ахиральность». Ахиральные молекулы могут проявлять индуцированную оптическую активность. Молекулу называют прохиральной, если она может быть превращена в хиральную заменой единственного атома, например атома водорода в CH₂BrCI на фтор. При совмещении в одной молекуле хирального и прохирального фрагментов возникает явление диастереотопии ядер, которое наблюдается в спектрах ядерного магнитного резонанса. На этом основан новейший метод обнаружения Х. молекул.

Лит.: Соколов В. И., Новое в стереохимии, М., 1975.

В. И. Соколов.

Примеры молекул с различными хиральными элементами: а — центр; б — ось; в — плоскость; А, В, С, D — различные группировки атомов.

ХИРАЛЬНОСТЬ - свойство молекулы не совмещаться со своим отображением в идеальном плоском зеркале. Одно из основных понятий стереохимии (наряду с конфигурацией и конформацией). Хиральность - необходимое условие оптической активности молекул.

физ. chirality

ХИРАЛЬНОСТЬ

(киральность, от греч. cheir—рука), принадлежность объекта к одной из зеркально равных — «правой» или «левой» модификации, (см. ЭНАНТИОМОРФИЗМ).

св-во объекта быть несовместимым со своим отображением в идеальном плоском зеркале. В химии рассматривается X. индивидуальных молекул и их агрегатов.

Противоположное X. св-во - ахиральность, когда отображение в плоском зеркале совместимо с исходной фигурой.

Наряду с конфигурацией и конформацией (см. Конфигурация стереохимическая, Конформационный анализ)X. основное, фундам. понятие стереохимии. Мат. условием X. является отсутствие зеркально-поворотных осей симметрии n.> Хиральные молекулы принадлежат к точечным группам симметрии, имеющим в качестве элементов симметрии только простые поворотные оси,- это группы С _п, D_n, Т, О, I>.

Хиральные молекулы существуют в виде пар энантиомеров (см. Изомерия), различающихся только знаком оптич. вращения (см. Оптическая активность), к-рое связано с конфигурацией. Если в молекуле содержится более одного хирального фрагмента, то она существует в виде диастереомеров, различающихся по физ. и хим. св-вам. Ахиральную молекулу наз. прохиральной, если единичным структурным изменением в ней можно образовать хиральный фрагмент, напр. (звездочкой обозначен хиральный центр):

Различают центральную, осевую, планарную, винтовую и топологическую X. Первые 4 вида характеризуются наличием соответствующего элемента X.: центра, оси, плоскости, винтовой пов-сти (напр., в гелиценах, имеющих структуру спирального типа), а последняя - наличием топологич. связи (см. Топология), как в трилистном узле, или в сочетании этой связи со структурной несимметричностью, как в катенанах (рис.). Планарная X. характерна для многих металлоорг. соед., напр. для -комплексов олефинов, аренов. Для энантиоморфных кристаллов целесообразно говорить о хиральной поверхности.

Рис. Молекулы с разл. элементами X.: а - центр; б - ось; в - плоскость; г - винтовая пов-сть; д - топологич. связь; А, В, С, D - разл. атомы или группы атомов, М - атом металла, L - лиганд.

X. лежит в основе концепции энантиотопии - диастереотопии (см. Топные отношения). Химически одинаковые атомы или группы хиральной молекулы анизохронны и проявляются как различные в спектрах ЯМР, их наз. диастереотопными. Такие группы в ахиральной молекуле энантиотопны и становятся анизохронными при взаимод. с внеш. хиральной молекулой, напр. р-рителя.