ХИРАЛЬНОСТЬ, св-во объекта быть
несовместимым со своим отображением в идеальном плоском зеркале. В химии
рассматривается хиральность индивидуальных молекул и их агрегатов.
Противоположное хиральности св-во - ахиральность,
когда отображение в плоском зеркале совместимо с исходной фигурой.
Наряду с конфигурацией и конформацией
(см. Конфигурация стереохимическая, Конформационный анализ хиральности основное,
фундам. понятие стереохимии. Мат. условием хиральности является отсутствие
зеркально-поворотных осей симметрии Sn. Хиральные молекулы
принадлежат к точечным группам симметрии, имеющим в качестве элементов
симметрии только простые поворотные оси,- это группы Сп,
Dn, 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 хиральность. Первые 4 вида характеризуются наличием соответствующего элемента хиральности: 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 хиральность характерна для многих металлоорг. соед., напр. для-комплексов олефинов, аренов. Для энантиоморфных кристаллов целесообразно говорить о хиральной поверхности.
Рис. Молекулы с разл. элементами хиральности: 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.
Хиральность 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.
Ввиду того, что почти все биомолекулы
хиральны, хиральность имеет решающее значение при синтезе сложных соед., обладающих
фармакологич. св-вами. Энантиоселективный синтез оптически активных биологически
активных соед. наз. хиральным синтезом. Хиральность играет важную роль также при
синтезе регулярных полимеров, жидких кристаллов, материалов для нелинейной
оптики, ферроэлектриков и др.
Лит. см. при ст. Стереохимия.
В. И. Соколов.