Paradoxe Pilzmoleküle: Identische Daten trotz verschiedener Strukturen

Bild: C.-X. Wang et al., Chem. Commun., 2015

Mit Hilfe der Spektroskopie können Chemiker Substanzen sehr genau identifizieren. Zu den wichtigsten Methoden zählt die Kernspinresonanz-Spektroskopie, mit der man einzelne Atome in einem Molekül zuordnen kann. Zusätzlich dient das Spektrum als eindeutiger „Fingerabdruck“ der untersuchten Substanz.

Dass diese „Fingerabdrücke“ jedoch nicht immer so eindeutig sind, haben nun Wissenschaftler von der Jinan University in Guangzhou, China, herausgefunden. In ihrer Suche nach neuen Wirkstoffen entdeckten sie in einem Pilz vier verschiedene Substanzen mit nur zwei spektralen „Fingerabdrücken“. Die Forscher beschreiben diesen seltenen Fall im Fachblatt Chemical Communications und nennen die komplizierte Geometrie dieser vier Substanzen als Ursache. Da ein Molekül immer ein räumlicher Körper ist, spielt es oft eine große Rolle in welche Richtung bestimmte Atome zeigen.

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Finde den Unterschied: Die vier Substanzen haben vier verschiedene Strukturen – gleichzeitig sind die spektralen „Fingeradrücke“ der oberen beiden Strukturen nicht unterscheidbar. Das gleiche gilt auch für beiden Vertreter unten im Bild. Bild: C.-X. Wang et al., Chem. Commun., 2015

Das chinesische Forscherteam um Prof. Hao Gao bestimmte zuerst die grundlegende Struktur, die allen vier Substanzen gemeinsam ist. Daraus war dann ersichtlich, an welchen Stellen eine verschiedene räumliche Ausrichtung der Atome möglich war. Anschliessend wurden die Substanzen gezielt durch chemische Reaktionen verändert und anschliessend wieder spektroskopisch untersucht und verglichen. Auf diese Weise gelang es den Wissenschaftlern, zwischen den vier Strukturen mit den zwei Fingerabdrücken zu unterscheiden. Zusätzlich stellten die Forscher Hinweise auf, anhand derer man ähnliche Fälle in Zukunft früher erkennen kann.

Titelbild: C.-X. Wang et al., Chem. Commun., 2015

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