Náttúrufræðingurinn - 2008, Page 41

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
efni sem myndast við niðurbrot
sterkjunnar í súrri lausn og veldur
miklum hægrisnúningi skautaðs
ljóss.
Sykurvinnsla úr sykurrófum í
Frakklandi hófst í Napóleons-
styrjöldunum, þegar innflutningur
á reyrsykri frá Karíbahafslöndum
stöðvaðist. Margskonar mælingar
með polarimetrum'1 hjálpuðu allt frá
um 1840 við að bæta þá framleiðslu
svo hún stæðist samkeppni við inn-
flutta sykurinn. Ummyndun sykurs
og sterkju við gerjun var könnuð
með sömu aðferðum og hafði það
verulega þýðingu fyrir þann iðnað
sem á gerjunarferlum byggist. Má
þar til dæmis nefna einangrun líf-
hvata (ensíms) í fyrsta sinn.7
Margt annað úr náttúrunni (svo
sem ber, trjákvoður, mjólk, hunang
og sveppir) var einnig rannsakað
með polarimetrum og áttu niður-
stöðurnar þátt í uppgötvun ýmissa
nýrra efnasambanda. Einnig voru
könnuð albúmín-efni úr dýraríkinu
og mörg beiskjuefni8 (e. alkaloids) á
borð við kínín og morfín, sem eru
oft mikilvæg sem lyf, ávanaefni eða
eitur.
Biot o.fl. bentu á gagnsemi mæl-
inga á optískri virkni við rannsókn
og meðhöndlun á sykursýki þar
sem glúkósi skilst út í þvagi.9-10 Voru
þær gerðar víða fram yfir 1920 að
minnsta kosti og framleidd sérstök
afbrigði polarimetranna til nota á
lækningastofnunum.
A.P. Dubrunfaut uppgötvaði
fyrirbrigði11 sem nefna má snún-
ingsjafnvægi (e. mutarotation); op-
tísk virkni sumra tegunda sykurs
og fleiri efna breyttist smátt og
smátt fyrst eftir að þau voru leyst
upp í vökva eða mynduðust með
jefnahvörfum í vökvalausn. Frekari
athuganir á fyrirbrigðinu með
polarimetrum og öðrum aðferðum í
marga áratugi vörpuðu nýju ljósi á
framgang efnaferla almennt og á
byggingu sykursameinda. Orsök
þess er gjarnan sú að sameindir efn-
anna geta haft tvennskonar lögun í
lausninni, með lítillega mismun-
andi orku.
ch3
Hinn ungi efnafræðingur L.
Pasteur (2. mynd) var að kanna sér-
kennilega ljóssnúnings-eiginleika
vínsýrusalta, sem Biot og aðrir
höfðu tekið eftir, þegar hann áttaði
sig á mikilvægu atriði.12 Sum efni
gátu kristallast á tvennan hátt
þannig að kristallarnir voru eins að
útliti en samhverfir á sama hátt og
hendur manns (4. mynd a) eða
hönd og spegilmynd hennar. Ef
önnur gerðin af þessum „hendnu"
kristöllum var leyst upp í vökva
sneri hún skautunarstefnu ljóss til
vinstri, hin á sama hátt til hægri.
Þetta var meiriháttar uppgötvun
varðandi byggingu kristalla; optíska
virknin gafþar til kynna tilvist spegil-
samhverfu. Pasteur varð strax þekkt-
ur meðal vísindamanna fyrir þessa
uppgötvun.
1850-1890
A þeim sviðum sem nefnd voru hér
að ofan náðist víða mikill árangur,
ch3
svo sem í sykur-, gerjunar- og mat-
vælaiðnaði. Gerðu polarimetrar þar
meðal annars gagn í gæðaeftirliti og
afhjúpun vörusvindls, sem var út-
breitt. Vaxandi not urðu jafnframt
af polarimetrum við einangrun og
greiningu nýrra efna í stórum líf-
rænum efnaflokkum. Má þar til
dæmis telja beiskjuefnin sem áður
voru nefnd13 og O. Wallach hlaut
Nóbelsverðlaun 1910 fyrir rann-
sóknir sínar frá um 1885 á m.a.
terpen-flokki14 kolvetna. Tókst jafn-
framt að finna byggingu margra
náttúruefna og síðan smíða þau úr
öðrum efnum eða frá grunni. Ein af-
leiðingin varð sú að ýmiskonar efni
sem áður höfðu verið unnin með
mikilli fyrirhöfn úr jurtahlutum
(svo sem olíur, ilm- og bragðefni og
lyf) mátti framleiða úr ódýrari hrá-
efnum í verksmiðjum. Meðal þeirra
var kamfóra sem síðan varð svo
annað tveggja aðalefnanna sem
celluloid var búið til úr. Það var
4. mynd a. Spegilsamhverfa kristalla af vínsýru-salti, eins og þeirra sem L. Pasteur rann-
sakaði,u b. Mjólkursýrusameind; kolefnisfrumeindin í miðjunni tengist fjórum mismun-
andi hópum. Brotna línan á myndinni táknar spegil. Vínsýra er flóknari að því leyti að
þar má fá samhverfu af þessu tagi kringum tvær kolefnisfrumeindir. - Examples of
mirror-image symmetry in crystals and in molecules. Its relevance to organic chemistry
and biology wasfirst noted by L. Pasteur.
41