СТЕРЕОХИМИЯ

Стереохимия (греч. stereos твердый, пространственный + химия) — раздел химии, посвященный изучению пространственного расположения атомов в молекуле и его влияния на физические свойства и реакционную способность вещества. Биологическая, в т. ч. и фармакологическая, специфичность химических групп в молекуле определяется их пространственной конфигурацией. Идеи и методы Стереохимии широко используются в фармакологии, биологической и медицинской химии и других медико-биологических науках. Кроме органических соединений, объектами Стереохимии являются также бионеорганические (внутрикомплексные) соединения.

Среди первых исследователей, работавших в области Стереохимии, следует выделить Л. Пастера, изучавшего асимметрию кристаллов винной к-ты (1848), и А. М. Бутлерова, создавшего теорию строения органических веществ, и тем самым предопределившего возникновение С. как самостоятельного раздела химии (1863). Согласно представлениям Я. Вант-Гоффа и Ле Беля (J. A. Le Bel, 1874), валентные связи насыщенного атома углерода (С) сходятся к вершинам правильного тетраэдра. Эта модель хорошо объясняла равноценность всех четырех связей атома С и в дальнейшем получила экспериментальное подтверждение. Если атом С связан с четырьмя различными группами, то он асимметричен, или, по новой терминологии, хирален (греч. cheir рука). Асимметричные вещества могут быть либо в правой, либо в левой форме. Для них характерна равная по величине и противоположная по знаку оптическая активность. Молекулы с двумя и более асимметричными центрами (примером может служить молекула треонина) образуют семейство диастереомеров. Большинство биомолекул асимметричны; очевидно, асимметричные системы имеют преимущества перед симметричными, избирательно взаимодействуя с молекулами окружающей среды. Цис-транс-изомерия. молекул связана с положением заместителей относительно двойной связи или плоскости кольца (см. Изомерия).

Важную роль в Стереохимии играют представления о пространственной конфигурации молекул (см. Конформация), учитывающие вращение атомов или групп атомов около одинарных связей и изменение валентных углов. Для определения межатомных расстояний, валентных углов и конфигурации молекул используют физические методы: рентгеноструктурный анализ (см.), ядерный магнитный резонанс (см.), электронный парамагнитный резонанс (см.), электронную микроскопию (см.), инфракрасную спектроскопию (см.), поляриметрию (см.). В задачи С. входит получение чистых стереоизомеров, определение их конформации и свойств. Сложная структура биомолекул является основой «молекулярного узнавания», происходящего при репликации ДНК, транскрипции, биосинтезе белков, ферментативном катализе, иммунологических реакциях и др. Свойство «молекулярного узнавания» используют для анализа и очистки биомолекул методом аффинной хроматографии (см.). Данные о С. биомолекул позволяют понять механизмы биол. процессов, напр. действия антибиотиков, противоопухолевой активности стереоизомеров платиноорганических соединений, проведения нервного импульса и др., и осуществить на этой основе направленный синтез лекарственных средств.

Библиография: Волькенштейн М. В. Биофизика, М., 1981; Потапов В. М. Стереохимия, М., 1976; Alworth W. L. Stereochemistry and its application in biochemistry, N. Y. a. o., 1972, bibliogr.

E. В. Раменский.