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Chiralité
Chim. Propriété d'un objet à trois dimensions non superposable à son image dans une symétrie par rapport à un plan.
L'étymologie du mot fait référence au fait que la main droite et la main gauche, bien qu'images l'une de l'autre dans une symétrie par rapport à un plan, ne sont pas superposables.
Une molécule est chirale si elle ne présente aucun plan de symétrie (condition nécessaire et suffisante). La présence d'un carbone asymétrique dans un composé est une condition suffisante mais non nécessaire pour qu'il soit chiral.
Cette asymétrie est à l'origine de l'activité optique des molécules chirales. Deux molécules chirales, images l'une de l'autre, sont dites énantiomères et ont les mêmes propriétés physiques excepté leurs pouvoirs rotatoires spécifiques, qui sont opposés. Elles ont les mêmes propriétés chimiques excepté les réactions chimiques faisant intervenir le centre chiral.
Les molécules naturelles sont chirales pour la plupart, certaines formes étant privilégiées, comme la forme L chez les acides aminés. C'est pourquoi on parle pour la nature d'homochiralité, dont l'origine est du reste débattue.
Compréhension des phénomènes de chiralité
La chiralité n'est pas uniquement une caractéristique des composés organiques, mais elle intervient également dans de nombreux processus biologiques et des phénomènes physiques. Par exemple, la chiralité des molécules joue un rôle crucial dans le déchiffrementdéchiffrement des signaux biochimiques. Elle peut affecter la manière dont les médicaments interagissent avec leurs cibles biologiques, ce qui est essentiel pour la conception de médicaments efficaces et sûrs.
Impact de la chiralité sur les propriétés pharmaceutiques
Les deux énantiomères d'une molécule chirale peuvent exhiber des effets biologiques considérablement différents. Cela est particulièrement critique dans le domaine pharmaceutique où l'énantiomère spécifique d'un médicament peut être plus efficace ou moins toxique que son miroirmiroir-image. Par conséquent, l'identification et la production sélective d'énantiomères spécifiques sont des aspects importants de la pharmacologie moderne.
Origine de la chiralité dans les systèmes biologiques
Des recherches suggèrent que la chiralité pourrait avoir été influencée par les conditions prébiotiquesprébiotiques sur Terre, telles que le bombardement polarisé de rayons ultravioletsultraviolets ou les champs magnétiques terrestreschamps magnétiques terrestres. Ces phénomènes pourraient avoir favorisé la formation d'une chiralité particulière dans les acides aminésacides aminés et les sucressucres, orientant ainsi le développement évolutive vers des systèmes homochiraux - un sujet encore à l'étude dans le contexte de l'origine de la vie.
Applications technologiques de la chiralité
Au-delà de la biologie et de la chimiechimie, la chiralité trouve des applicationsapplications en technologie. Par exemple, certaines structures chirales sont exploitées dans la conception de matériaux avancés, tels que les cristaux liquidesliquides chiraux, utilisés dans les dispositifs d'affichage. Ces matériaux peuvent changer leurs propriétés optiques en réponse à des stimuli externes, ce qui les rend utiles pour des applications telles que les écrans de smartphones et les lunettes 3D.
Chiralité et électronique moléculaire
La chiralité est également au cœur de l'électronique moléculaire où les molécules chirales sont utilisées pour les propriétés de conductivitéconductivité spécifiques. Ces caractéristiques sont exploitables dans la conception de dispositifs électroniques moléculaires, tels que des transistors et des capteurscapteurs, promettant une miniaturisation et des performances améliorées des circuits électroniques traditionnels.
Pour en savoir plus sur les implications de la chiralité en sciences et ses applications, consultez des publications sur des plateformes académiques telles qu'une exploration académique de la chiralité (article en anglais).
