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Chiralität aus dem Nichts | Chemikalien.de
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Chiralität aus dem Nichts

März 31, 2003 by admin 

Was ist der Ursprung der Chiralität ? Weshalb kommen Aminosäuren praktisch nur als L- und Zucker nur als D-Enantiomere in der Natur vor ?

Lässt sich Chiralität aus dem Nichts erzeugen ?

Interessante Ansätze, diese Fragen zu beantworten, liefern zur Zeit die Gruppen um Daniel A. Singleton [1] und Kenso Soai [2]. Die untersuchte Addition eines Zinkorganyls an einen Aldehyd liefert einen Alkohol, welcher als Ligand in nachfolgenden Umsetzungen eingesetzt werden kann. In diesem von Soai zuerst beschriebenen Prozess findet ein positiver nicht-linearer Effekt statt, welcher zu einer Verstärkung von Chiralität führt.

Ein interessantes Experiment wurde daraufhin von Singleton durchgeführt. Unter Annahme, dass in 2*107 Molekülen ein Molekül Überschuss eines Enantiomers vorkommt - was einem ee-Wert von 0.000004% entspricht - wurde versucht, mit eben dieser Reaktion eine messbare Anreicherung (optische Drehung) von Chiralität zu erzeugen.

Hierbei wird aus der Produkt-Lösung einer Generation jeweils eine Probe gezogen, welche in der nächsten Generation der Reaktion als Katalysator dient.

[IMG]http://www.organische-chemie.ch/OC/Fokus/April2003.gif[/IMG]

Es wurde erwartet, dass jeweils die Hälfte aller Versuchsreihen einen messbaren Überschuss R-Enantiomere bildet, wohingegen die andere Hälfte der Reaktionen S-Enantiomere bildet. Jede Versuchsreihe hat eine optische Aktivität ergeben, doch zu aller Überraschung fand die Bildung von R-Enantiomeren in der Minderheit der Versuche statt.

Weshalb ? Die Erklärung tönt einfach: Kein Lösungsmittel, kein Reagenz ist frei von Verunreinigungen, welche schon chirale Informationen enthalten. Diese Verunreinigungen haben gerade in den ersten Generationen einer Reihe grosse Einflüsse, welche in den späteren Versuchen verstärkt werden. Mit gezielter Verunreinigung das Startversuches könnte im Umkehrschluss also eine Präferenz induziert werden.

Soai notiert bei einer ähnlichen Reaktion bei einem Start-ee-Wert von 0.00005 % beim vierten Durchgang schon 45% und bei den nächsten zwei Schritten 95% und 99.5 %. Zugleich können die Ansätze in den späteren Generationen jeweils vergrössert werden - für Forschung, Entwicklung als auch Produktion ein sehr grosser Anreiz, solchen Verfahren mehr Aufmerksamkeit zu schenken.

[1] D. A. Singleton, L. K. Vo, [I]J. Am. Chem. Soc.[/I], [B] 2002[/B], [I]124[/I], 10010-10011.

[2] I. Sato, H. Urabe, S. Ishiguro, T. Shibata, K. Soai, [I]Angew. Chem.[/I],[B] 2003[/B], [I]115[/I], 329-331.

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