Физическая энциклопедия - оптически активные вещества

среды, обладающие естественной оптической активностью. О. а. в. подразделяются на два типа. Относящиеся к 1-му из них оптически активны в любом агрегатном состоянии (сахара, камфора, винная кислота), ко 2-му оптически активны только в крист. фазе (кварц, киноварь). У в-в 1-го типа оптич. активность обусловлена асимметричным строением их молекул, 2-го типа асимметричным строением кристалла, асимметрией поля сил, связывающих ч-цы в крист. решётке, при одинаковости самих ч-ц. Кристаллы О. а. в. всегда существуют в двух формах правой и левой; при этом решётка правого кристалла зеркально симметрична решётке левого и никакими поворотами и перемещениями не может быть пространственно совмещена с нею. Оптич. активность правой и левой форм О.

а. в. 2-го типа имеет разные знаки (и одинакова по абс. величине при одинаковых внеш. условиях), поэтому их наз. оптическими антиподами (иногда нестрого так называют и кристаллы О. а. в. 1-го типа). Молекулы правого и левого О. а. в. 1-го типа явл. оптическими изомерами: они сами (а не образованные из них кристаллы) представляют собой зеркальные отражения друг друга.

Их можно отличить одну от другой, в то время как молекулы оптич. антиподов (О. а. в. 2-го типа) просто неразличимы (идентичны). Физ. и хим. св-ва чистых оптич. изомеров совершенно одинаковы в отсутствии к.-л. асимметричного агента, реагирующего на зеркальную асимметрию молекул. Продукт хим.

реакции без участия такого агента всегда смесь оптич. изомеров в равных кол-вах, т. н. р а ц е м а т. Физ. св-ва рацемата и чистых оптич. изомеров зачастую различны. Напр., темп-pa плавления рацемата неск. ниже, чем чистого изомера. Рацемат разделяют на чистые изомеры либо отбором только левых или только правых кристаллов, либо в хим. реакциях с участием асимметричных агентов чистого изомера или асимметричного катализатора, либо микробиологически.

Последнее свидетельствует о наличии асимметричных агентов в биол. процессах и связано со специфическим и не нашедшим пока удовлетворит. объяснения св-вом живой природы строить белки из левых оптич. изомеров аминокислот 19 из 20 жизненно важных аминокислот оптически активны. (Применительно к О. а. в. 1-го типа термины «левый» и «правый» условны в том смысле, что не соответствуют непосредственно направлению вращения плоскости поляризации в них, в отличие от этих же терминов для О.

а. в. 2-го типа.) Физиол. и биохим. действие оптич. изомеров часто совершенно различно. Напр., белки, синтезированные искусств. путём из правых аминокислот, не усваиваются организмом; бактерии подвергают брожению лишь один из изомеров, не затрагивая другой; левый никотин в неск. раз ядовитее правого никотина. Удивительный феномен преимуществ. роли только одной из форм оптич. изомеров в биол. процессах может иметь фундам. значение для выяснения путей зарождения и эволюции жизни на Земле. .