Gaschromatographie zur Bestimmung extraterrestrischer Homochiralität

• Applicant: Professor Dr. Volker Schurig
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 13082804

Die Homochiralität gilt als die notwendige Bedingung für die Entstehung des Lebens auf der Erde. Selbst im dritten Millenium ist noch unbekannt, auf welche Weise die Bevorzugung des Bildes vor dem Spiegelbild erfolgte und warum L-Aminosäuren und D-Zucker bevorzugt wurden. Die chirale Urzeugung mag auf der Erde stattgefunden haben, kann aber grundsätzlich auch aus der Kontamination mit homochiraler Materie aus dem Weltraum durch Meteoriten herrühren. Sowohl die Paritätsverletzung der schwachen Wechselwirkung als auch zirkulär polarisierte Strahlung von Neutronensternen kommen als Ursachen für Homochiralität im interstellaren Raum infrage. Raumsonden sind auf dem Weg (Rosetta-Mission) oder in der Planung (Exo-Mars-Pasteur, Huygens II: Titan), um extraterrestrische Homochiralität nachzuweisen. Hierbei spielt die Trennung von Enantiomeren durch Gaschromatographie an chiralen stationären Phasen eine entscheidende Rolle. Die in Tübingen entwickelten GC-Selektoren Chirasil-Dex und Chirasil-Val befinden sich seit 10 Monaten an Bord von Rosetta auf dem Weg zum Kometen Churimov-Gerasimenko, nachdem eine frühere Mission zum Kometen Wirtanen zunächst an Problemen mit Arlane gescheitert war. Für Weltraumtauglichkeit müssen die existierenden Verfahren bezüglich Miniaturisierung, Validierung, Probenvorbereitung, Enantioselekttvität, Nachweisempfindlichkeit und Robustheit noch deutlich verbessert werden. Wie bei den lunaren Apollo-Missionen werden sich die zu bewältigenden Herausforderungen der Weltraumexploration auch positiv für innovative analytische Aspekte auf der Erde auswirken. Eine Anwendung ist z. B. die Untersuchung der ungewöhnlichen Enantiomerenanreicherung in Lösung bei der Kristallisation von racemischem Tyrosin. Ergänzung: Inzwischen wurde von uns gezeigt, dass die spektakulären Berichte über das unterschiedliche Kristallisationsverhalten der Enantiomere von Tyrosin nicht reproduziert werden können (siehe Arbeitsbericht) und entsprechende Hinweise in weiterführenden Arbeiten auch anderer Autoren wahrscheinlich obsolet sind.

• DFG Programme: Research Grants