Unterscheiden sich chirale Moleküle doch in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften?

Ganz so wie unsere linke und rechte Hand können sich unsymmetrische Moleküle wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten - sie sind "händig" ("chiral"). Bisher ging man davon aus, dass sich spiegelbildliche, chirale Moleküle in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften nicht unterscheiden. Neuere theoretische Arbeiten zeigen jedoch, dass dies aufgrund der so genannten schwachen Wechselwirkung offenbar nicht so ist.

Während Wissenschaftler in der Tat für Atome bereits nachweisen konnten, dass die schwache Wechselwirkung zur Aufhebung der Energiegleichheit (Paritätsverletzung) führt, blieb der Nachweis für Moleküle bisher aus. Das liegt vor allem daran, dass es noch keine geeigneten Strukturen gibt, an denen man diese erwartungsgemäß sehr kleinen Energieunterschiede zweifelsfrei nachweisen könnte.

Der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie) gelang es nun, neuartige Strukturen zu synthetisieren, die sich offenbar besonders gut eignen, um diesen lang ersehnten Nachweis zu erbringen. Dabei handelt es sich um würfelförmige Moleküle (so genannte Cubane), in denen vier der acht Ecken mit vier verschiedenen Halogenatomen besetzt sind. Diese neuen, äußerst schwer zugänglichen, chiralen Strukturen sind stabil und zeigen theoretischen Berechnungen nach, dass sich die Energieungleichheit hier besonders eindeutig in den Molekülschwingungen manifestieren sollte.

Die jüngst publizierte Arbeit hierzu (J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5332-5333) wurde deshalb von dem übergreifenden naturwissenschaftlichen Journal Nature als Forschungs-Highlight aufgegriffen und unter dem Titel No flop means less flip prominent präsentiert (Nature 2006, 441, 5).

Quelle: idw / Universität Gießen