Moleküllerin Kiralitesindeki Değişiklikleri Gerçek Zamanlı Olarak Gözlemlemek

Moleküllerin Kiralitesindeki Değişiklikleri Gerçek Zamanlı Olarak Gözlemlemek

Fotoğraf :  Kiral moleküller – birbirlerinin ayna görüntüleri olan bileşikler – biyolojik işlemlerde ve kimyasal sentezlerde önemli rol oynarlar. ETH Zürih’teki kimyagerler, ilk kez, gerçek zamanlı bir kimyasal reaksiyon sırasında kiralitedeki değişiklikleri gözlemlemek için ultra hızlı lazer kullanmayı başardılar. ETH Zürih / Joachim Schnabl

Bazı moleküller tıpkı ellerimiz gibi ayna görüntüsüne sahip olabilirler. Bu tür enantiyomerler neredeyse aynı fiziksel özelliklere sahip olsalar da, aynı değillerdir. Birbirlerine ayna görüntüsü gibi davranmaları, kirallık olarak adlandırılır. Bununla birlikte, doğada, genellikle, yalnızca bir enantiyomer, örneğin amino asitlerde, DNA’da veya şekerlerde bulunur. Bu molekülleri üreten enzimlerin kendileri kiraldır ve bu nedenle sadece bir tür enantiyomer üretirler.

Doğadaki bu durumun çok geniş kapsamlı sonuçları vardır. Örneğin, ilaçların enantiyomerleri toksik olabilir veya etkisiz olabilir. Gıda ve kozmetik endüstrisinde de kirallikle ilgilenilir, çünkü koku ve tatlar enantiyomere bağlı olarak farklı şekilde algılanabilir. İşte bu nedenle kimyacılar genelde sadece bir tür enantiyomer üretmeye çalışırlar veya bu durum mümkün değilse enantiyomer karışımlarını ayırmaya çalışırlar.

Enantiyomerler polarize ışık düzleminde zıt yönlerde döndükleri için kimyagerler enantiyomerleri birbirinden ayırmak için polarize ışık kullanmayı tercih ederler. Kimyasal bağların oluşması veya kopması sadece birkaç femtosaniye yani bir saniyenin dört katı kadar sürer. Mevcut yöntemleri kullanarak kiralliğin bu kadar kısa süre içinde gözlemlenmesi mümkün değildir.

Kiral Moleküllerin Reaksiyonları:

Kimya ve Uygulamalı Biyobilimler Anabilim Dalı Profesörü Hans Jakob Wörner liderliğindeki ekip, kimyasal reaksiyon esnasında kiralitedeki değişiklikleri gözlemleyebilmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Araştırmacılar, kendileri kiral olan uygun, geçici olarak değişen femtosaniye lazer atımları üretti. Bu yeni yöntemle ilk kez aynı anda kirallik ve zaman arasında hassasiyet kuruldu.

Bilim insanları, bu yöntemin sıvı veya katı fazda da uygulanabileceğini söylüyor. Fotokimyasal kiral işlemlerinin bu kadar kısa süre içerisinde ölçülebilmesi reaksiyonların daha iyi anlaşılmasını sağlıyor. Bu durum, enantiyometrik açıdan saf bileşiklerin üretimi için gerekli olan yöntemleri kolaylaştırabilir.

Kaynak: phys.org

Okumanızı Öneriyoruz

Makine Öğrenimi ile Ayırma, Adsorpsiyon ve Kataliz

Yapay zeka tekniğiyle makine öğrenimi, kimyasal ayırma, adsorpsiyon, kataliz ve algılamada önemli uygulamaları olan  Metal-Organik …