Въведение в хиралността

Ако трябва да нарисуваш човешка ръка, и аз сега набързо ще нарисувам една лява ръка. Тя изглежда ето така. Това е лява ръка. Сега, ако искаш да направиш огледалния ѝ образ, нека тук да имаме едно огледало, и аз искам да нарисувам огледалния образ, ще го направя в зелено. Огледалният образ ще изглежда нещо като това. Не е много точно, но схващаш идеята. Огледалният образ на лявата ръка изглежда като дясна ръка. Няма значение как се опитвам да завъртя или повдигна тази ръка, може би ако се опитам да я завъртя на 180 градуса, може би тогава този палец ще отиде от другата страна, като тук. Но каквото и да правя, никога няма да изглежда по този начин. Мога да я местя и въртя, но това никога няма да стане. Никога няма да мога да наложа синята ръка върху зелената ръка и те да съвпаднат. Като казвам да наложа, имам предвид да ги поставя една върху друга и те да съвпаднат идеално. И когато нещо не съвпада идеално със своя огледален образ... нека да го запиша... когато не се наслагва, тогава се нарича хирално. Рисунката на тази ръка тук е пример за хирален обект. Предполагам, че мога да кажа, че ръката е пример за хирален обект. Тя не се налага върху своя огледален образ. Има логика в използването на думата хиралност, защото тя произлиза от гръцката дума за ръка. Това определение за липса на съвпадение с огледалния образ се използва в химията и математиката, и по принцип. Ако приложим това определение в химията, защото именно това ни интересува, тук има две понятия. Има хирални молекули и после има хирални центрове, или още се наричат хирални атоми. Това обикновено са въглеродни атоми, които понякога се наричат хирални въглероди. Значи имаме хирални атоми. Хиралните молекули са буквално молекули, които не се наслагват върху своя огледален образ. Няма да пиша всичко това тук. Разбираш, не съвпадат... Всъщност ще запиша всичко. Не съвпадат, не се налагат върху своя огледален образ. Това важи за хиралните атоми, но когато търсим хирални атоми в молекулите, най-добрият начин да ги забележим, е като определим принципно, или може би трябва да кажа обикновено това са въглеродни атоми, особено в органичната химия, но могат да бъдат и фосфорни, или серни, но обикновено това е въглерод, който е свързан с четири различни групи. И ще подчертая групи, не просто четири различни атоми. И като пример за молекула, която съдържа хирален атом, или хирален въглерод, сега ще покажа една. Да кажем, че тук имаме един въглероден атом, ще го направя така, че да бъде хирален атом, така че въглеродът да е един хирален атом, но това е частично хирална молекула. И после ще видим примери, в които има едното или и двете. Да кажем, че имаме връзка с метилова група. И тази връзка един вид изскача от страницата. Да кажем, че тук има бром. Зад него примерно има водород, и после отгоре има флуор. Ако взема огледалния образ на това нещо тук, в центъра имаме въглероден атом... искам да е със същото синьо. Имаме този въглерод в центъра и после имаме флуор над него. Бромът сега е в тази посока. Това е метиловата група. Тя пак изскача пред страницата, но сега отива надясно, вместо наляво. Значи това е СН3. И водорадът си е пак отзад. Това са огледални образи, ако ето тук имаме едно огледало и можем да виждаме от двете му страни. Защо това е хирално? Това е малко трудно за илюстриране, но независимо как завърташ тези неща ето тук, двата образа никога няма да бъдат еднакви. Можеш да завъртиш насам, можеш да опиташ да сложиш метиловата група тук. Хайде да опитаме. Ако опитаме да сложим метиловата група тук, какво ще стане с другите групи? Тогава водородната група ще отиде... може би трябва да кажа водородът. Водородният атом ще дойде тук, а бромът ще се премести тук. Двете щяха да се насложат идеално, ако това тук беше водород, а това беше бром, но те не са така. Можеш да си представиш, че местата на водорода и брома са разменени. И можеш да я обръщаш и въртиш както си искаш на всички страни, но двете молекули няма да се насложат перфектно. Затова тази молекула е хирална молекула, а въглеродът е хирален център, този въглерод е хирален въглерод, понякога се нарича и асиметричен въглерод или хирален център. Може да чуеш и определение като стереоцентър. Стереоцентър е по-общ термин за всяка точка в молекулата, която е асиметрична по отношение на различни групи, с които е свързана. Но всички тези, особено докато си във въвеждащия курс по органична химия, всички те се отнасят за въглероден атом, свързан с четири различни заместителя. Искам да подчертая, че това не са четири различни атоми. Можеш тук да имаш метилова група и тук пропилова група, и въглеродът ще е все още свързан директно с другия въглерод и в двата случая, но това и в двата случая е хирален въглерод, а това е хирална молекула. В следващото видео ще видим един куп примери. Ще разгледаме молекули и ще определяме хиралните въглеродни атоми, а после ще определяме дали самата молекула е хирална.