A quiralidade é uma propriedade fundamental de muitas moléculas orgânicas e significa que os compostos químicos podem aparecer não apenas em uma forma, mas também em duas formas de imagem espelhada. Químicos da Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg descobriram agora uma maneira de induzir espontaneamente a quiralidade no cristalino, substâncias líquido-cristalinas e líquidas, sem exigir qualquer influência externa. As descobertas podem ser significativas para o desenvolvimento de novas substâncias ativas e para a ciência dos materiais. O estudo foi publicado recentemente em Ciência Química um jornal internacional publicado pela Royal Society of Chemistry.

A quiralidade é encontrada em quase todas as moléculas que ocorrem na natureza. "As moléculas são arranjos espaciais de átomos interconectados. Muitas moléculas, Contudo, não tem apenas uma forma, mas pelo menos dois, "explica o professor Carsten Tschierske, um químico na MLU. Quando essas formas são imagens espelhadas umas das outras, isso é chamado de quiralidade.

Ambas as formas de imagem de espelho são produzidas em números iguais durante as reações químicas normais no laboratório. "Contudo, as coisas ocorrem de forma diferente na natureza:carboidratos, aminoácidos e ácidos nucleicos têm apenas uma forma dominante, "explica Tschierske. E por um bom motivo:por exemplo, os ácidos nucléicos carregam informações sobre o nosso DNA. Mesmo as menores alterações em nosso material genético podem levar a doenças graves. "Se cada ácido nucleico tivesse duas formas, a estrutura de nosso DNA seria caótica porque haveria muitas variações possíveis. A vida como a conhecemos seria impossível, "afirma Tschierske.

O processo exato que criou a quiralidade uniforme nessas moléculas ainda é desconhecido. Além disso, há muito se supôs que as misturas de moléculas de imagem de espelho só podem se separar espontaneamente em materiais cristalinos. Contudo, em um estudo publicado em Química da Natureza em 2014, A equipe de Tschierske conseguiu mostrar que esse fenômeno de clivagem quiral também pode ser observado em líquidos. "Isso é significativo porque as origens da vida são encontradas em sistemas aquosos líquidos, "explica o químico.

Neste novo estudo, sua equipe deu um passo adiante. Os pesquisadores descobriram uma maneira de não apenas gerar quiralidade em líquidos, mas também para transferi-lo especificamente para materiais líquido-cristalinos e cristalinos sem incorrer em quaisquer perdas. Para fazer isso, os cientistas usaram benzil, uma molécula que normalmente é aquiral, em outras palavras, não tem imagem espelhada, mas pode ser torcido de forma a torná-lo quiral. "Já sabíamos que o benzil poderia se cristalizar em uma forma quiral uniforme, "diz Tschierske. Ao modificar esta molécula, os pesquisadores conseguiram gerar moléculas espontaneamente com quiralidade uniforme, mesmo no estado líquido - e manter esse estado durante as conversões. "Essas descobertas contribuem para a nossa compreensão da formação da biociralidade uniforme. Ao mesmo tempo, nossa abordagem também pode ser usada para sintetizar moléculas quirais e materiais - sem a necessidade de precursores quirais caros, "explica Tschierske.

O estudo conduzido em Halle contribui para a nossa compreensão de como a biociralidade uniforme pode ter se desenvolvido milhões de anos atrás. Ao mesmo tempo, ele fornece novos insights sobre como a quiralidade pode ser gerada espontaneamente. Existe uma ampla gama de aplicações:por exemplo, As substâncias quirais podem ser utilizadas como ingredientes ativos na medicina. Os resultados da pesquisa também podem ser usados ​​em uma ampla variedade de materiais, por exemplo, no processamento óptico de informações.