La quiralidad es una propiedad fundamental de muchas moléculas orgánicas y significa que los compuestos químicos pueden aparecer no solo en una forma, pero también en dos formas de imagen especular. Los químicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg ahora han encontrado una manera de inducir espontáneamente la quiralidad en cristalinos, sustancias líquido-cristalinas y líquidas, sin requerir ninguna influencia externa. Los hallazgos podrían ser importantes para el desarrollo de nuevas sustancias activas y para la ciencia de los materiales. El estudio fue publicado recientemente en Ciencia química una revista internacional publicada por la Royal Society of Chemistry.

La quiralidad se encuentra en casi todas las moléculas que se encuentran en la naturaleza. "Las moléculas son arreglos espaciales de átomos interconectados. Muchas moléculas, sin embargo, no tiene una sola forma, pero al menos dos, "explica el profesor Carsten Tschierske, químico en MLU. Cuando estas formas son imágenes especulares entre sí, se llama quiralidad.

Ambas formas de imagen especular se producen en igual número durante las reacciones químicas normales en el laboratorio. "Sin embargo, las cosas ocurren de manera diferente en la naturaleza:carbohidratos, los aminoácidos y los ácidos nucleicos solo tienen una forma dominante, "explica Tschierske. Y con razón:por ejemplo, Los ácidos nucleicos transportan información sobre nuestro ADN. Incluso los cambios más mínimos en nuestro material genético pueden provocar enfermedades graves. "Si cada ácido nucleico tuviera dos formas, la estructura de nuestro ADN sería caótica porque habría demasiadas variaciones posibles. La vida como la conocemos sería imposible "afirma Tschierske.

El proceso exacto que una vez creó la quiralidad uniforme en estas moléculas aún se desconoce. Es más, Durante mucho tiempo se asumió que las mezclas de moléculas de imagen especular solo pueden separarse espontáneamente en materiales cristalinos. Sin embargo, en un estudio publicado en Química de la naturaleza en 2014, El equipo de Tschierske pudo demostrar que este fenómeno de escisión quiral también se puede observar en líquidos. "Esto es significativo porque los orígenes de la vida se encuentran en sistemas acuosos líquidos, "explica el químico.

En este nuevo estudio, su equipo fue un paso más allá. Los investigadores encontraron una manera de no solo generar quiralidad en líquidos, sino también para transferirlo específicamente a materiales cristalinos líquidos y cristalinos sin incurrir en pérdidas. Para hacer esto, los científicos usaron bencilo, una molécula que normalmente es aquiral, en otras palabras, no tiene imagen de espejo, pero se puede torcer de tal manera que se convierta en quiral. "Ya sabíamos que el bencilo podía cristalizar en una forma quiral uniforme, "dice Tschierske. Al modificar esta molécula, los investigadores pudieron generar espontáneamente moléculas con quiralidad uniforme incluso en estado líquido, y mantener este estado durante las conversiones. "Estos hallazgos contribuyen a nuestra comprensión de la formación de bioquiralidad uniforme. Al mismo tiempo, nuestro enfoque también se puede utilizar para sintetizar moléculas y materiales quirales, sin requerir precursores quirales costosos, "explica Tschierske.

El estudio realizado en Halle contribuye a nuestra comprensión de cómo podría haberse desarrollado la bioquiralidad uniforme hace millones de años. Al mismo tiempo, proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se puede generar espontáneamente la quiralidad. Existe una amplia gama de aplicaciones:por ejemplo, Las sustancias quirales se pueden utilizar como ingredientes activos en medicina. Los resultados de la investigación también podrían utilizarse en una amplia variedad de materiales, por ejemplo en el procesamiento de información óptica.