ОПТИЧЕСКИАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

ОПТИЧЕСКИ-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, среды, обладающие естественной оптической активностью. О.-а. в. подразделяются на 2 типа. Относящиеся к 1-му из них оптически активны в любом агрегатном состоянии (сахара, камфора, винная кислота), ко 2-му - активны только в кристаллич. фазе (кварц, киноварь). У веществ 1-го типа оптич. активность обусловлена асимметричным строением их молекул, 2-го типа - специфич. ориентацией молекул (ионов) в элементарных ячейках кристалла (асимметрией поля сил, связывающих частицы в кристаллич. решётке). Кристаллы О.-а. в. всегда существуют в двух формах - правой и левой; при этом решётка правого кристалла зеркально-симметрична решётке левого и не может быть пространственно совмещена с нею (т. н. энантиоморфные формы, см. Энантиоморфизм). Оптич. активности правой и левой форм О.-а. в. 2-го типа имеют разные знаки (и равны по абс. величине при одинаковых внешних условиях), поэтому их наз. оптическими антиподами (иногда так называют и кристаллы О.-а. в. 1-го типа).

Молекулы правого и левого О.-а. в. 1-го типа являются оптическими изомерами (см. Изомерия, Стереохимия), т. е. по своему строению представляют собой зеркальные отражения друг друга. Их можно отличить одну от другой, в то время как частицы оптич. антиподов (О.-а. в. 1-го типа) просто неразличимы (идентичны). Физ. и хим. свойства 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 количествах, т. н. рацемат. Физ. свойства рацемата и чистых оптич. изомеров зачастую различны. Напр., темп-ра плавления рацемата несколько ниже, чем чистого изомера. Рацемат разделяют на чистые изомеры либо отбором энантио-морфных кристаллов, либо в хим. реакции с участием асимметричного агента - чистого изомера или асимметричного катализатора, либо микробиологически. Последнее свидетельствует о наличии асимметричных агентов в биологич. процессах и связано со специфическим и пока не нашедшим удовлетворит, объяснения свойством 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" - L и D - условны в том смысле, что не соответствуют непосредственно направлению вращения плоскости поляризации в них, в отличие от этих же терминов - l и d - для О.-а. в. 2-го типа или терминов "левовращающий" и "правовращающий".) Физиол. и биохим. действие оптич. изомеров часто совершенно различно. Напр., белки, синтезированные искусств, путём из D-аминокислот, не усваиваются организмом; бактерии сбраживают лишь один из изомеров, не затрагивая другой; L-никотин в неск. раз ядовитее D-никотина. Удивительный феномен преимущественной роли только одной из форм оптич. изомеров в биол. процессах может иметь фундаментальное значение для выяснения путей зарождения и эволюции жизни на Земле.

Широкая распространённость в природе, активное участие в процессах жизнедеятельности и высокая чувствительность методов исследования, основанных на дисперсии оптич. активности, объясняют особый интерес к О.-а. в. С. Г. Пржибельский.