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繼續(xù)與對(duì)稱不對(duì)稱有關(guān)的話題，今天我們聊聊手性。手就是左右手的手，性就是性別的性。啥叫手性，簡(jiǎn)單粗暴的說(shuō)，就是一個(gè)物體不能與它的鏡像體完全的重合，比如說(shuō)，左手的手套，無(wú)論怎么旋轉(zhuǎn)平移都不可能戴在右手上，這就叫手性，當(dāng)然，即使你戴上了，也會(huì)感覺(jué)非常的別扭，我們就說(shuō)手套是有手性的。

但是，也有一些東西，比如說(shuō)筷子，我們吃飯的時(shí)候，隨便拿出兩支就構(gòu)成了一雙，并沒(méi)有左右之分，他就沒(méi)有手性。當(dāng)然了，這只是為了便于理解，我舉了兩個(gè)宏觀世界中的例子，而通常我們說(shuō)手性這個(gè)話題的時(shí)候，更多的是指分子層面的性質(zhì)，也就是說(shuō)，兩個(gè)分子，看起來(lái)很像，幾乎就是一模一樣的，但是二者又不能完成重合，就像是照鏡子似的，以鏡面為對(duì)稱軸，這樣的分子就叫手性分子。

可以說(shuō)，幾乎所有的生物大分子都是手性的，畢竟越是大型的，越是復(fù)雜的分子不太可能恰好以一條中心軸，左右完美的對(duì)稱起來(lái)。而這兩種在結(jié)構(gòu)上呈出手性的物質(zhì)，雖然它們的化學(xué)組成，分子式是完全一樣的，物理性質(zhì)也是完全相同的，但是對(duì)于人體來(lái)說(shuō)，他們的生物活性，藥理作用，毒性，以及帶來(lái)的生物反應(yīng)可就有著天壤之別了，甚至是會(huì)出現(xiàn)彼之砒霜，吾之蜜糖的效果。

反應(yīng)停

為了明確這件事，我們從一個(gè)十分生動(dòng)而慘烈的事說(shuō)起。

故事發(fā)生在上世紀(jì)的50年代的歐洲。

話說(shuō)，女性在妊娠[rèn shēn]期間普遍都會(huì)有種種不舒服的反應(yīng)，比如說(shuō)食欲不振，惡心、嘔吐，全身乏力，有的愛(ài)吃酸的，有的愛(ài)吃的辣的，反正各種不得勁，很多人一天都得惡心兩次，一次得惡心十二個(gè)小時(shí)，可以說(shuō)，妊娠反應(yīng)折磨了廣大女性同胞成千上萬(wàn)年，卻遲遲沒(méi)能找到一個(gè)很好的解決方案。

而就在1953年，瑞士CIBA藥廠在嘗試研發(fā)一種全新抗生素的時(shí)候，一不小心合成了一種叫沙利度胺的藥物，為妊娠反應(yīng)帶來(lái)了新的希望。稍微介紹一下，這個(gè)CIBA藥廠正是現(xiàn)在大名鼎鼎的制藥公司的前身，如果你沒(méi)聽(tīng)過(guò)諾華這家藥廠，但一定聽(tīng)過(guò)格列衛(wèi)吧，就是前一陣很火的電影，我不是藥神的治療腫瘤的神藥的原型。反正，這都不重要，咱們重點(diǎn)就說(shuō)這個(gè)沙利度胺。其實(shí)，在藥品研發(fā)過(guò)程中，有一些意外收獲也是常有的事，比如萬(wàn)艾可的出現(xiàn)就是如此。也就是偉哥，本來(lái)是做為心血管疾病的治療藥物，沒(méi)想到卻意外的提升了男性的戰(zhàn)斗力。而此時(shí)，CIBA藥廠發(fā)現(xiàn)，這個(gè)沙利度胺沒(méi)有任何抑菌的作用，也就想要放棄對(duì)它的進(jìn)一步研究，不想再花冤枉錢了。而就在此時(shí)，德國(guó)一家叫做【格蘭泰】的藥廠，發(fā)現(xiàn)沙利度胺雖然不能抗炎，但是鎮(zhèn)靜效果卻很好，特別是在治療孕婦的妊娠反應(yīng)方面效果極佳，很快，他們就開(kāi)始大批量的生產(chǎn)沙利度胺，并且成功的投放到了整個(gè)歐洲市場(chǎng)，這對(duì)于當(dāng)時(shí)的孕婦來(lái)時(shí)，簡(jiǎn)直就是天大的福音，再也不用因?yàn)閻盒膰I吐的狀態(tài)而困擾了。那既然可以抑制妊娠帶來(lái)的反應(yīng)，干脆就起來(lái)個(gè)朗朗上口，簡(jiǎn)單易懂的名字吧，就叫反應(yīng)停吧。反應(yīng)停這味神藥，很快的就席卷了全球，在歐洲、非洲、澳洲以及拉丁美洲，都號(hào)稱是作為一種“沒(méi)有任何副作用的抗妊娠反應(yīng)藥物”而推廣，成為了“孕婦的理想選擇”。據(jù)說(shuō)光是在聯(lián)邦德國(guó)，也就是西德，當(dāng)時(shí)一個(gè)月的消費(fèi)量就達(dá)到了一噸。

而就在這一切看似美好的表象之下，沙利度胺正為全世界埋下了一個(gè)巨大的隱患，一場(chǎng)悲劇馬上就要到來(lái)。在沙利度胺應(yīng)該不久，我們就發(fā)現(xiàn)了，在歐洲地區(qū)，新生兒的畸形率特別的高，這是以往的歷史時(shí)期幾乎不曾出現(xiàn)的，所以，必然是由于某種全新的因素影響到了孕產(chǎn)婦所導(dǎo)致的，而且，這些畸形嬰兒的表現(xiàn)特別的相似，都是沒(méi)有胳膊，沒(méi)有腿，手和腳直接就長(zhǎng)在了身體上，就像是海豹的肢體一樣，所以，也被稱作“海豹畸形兒”。所以，人們推測(cè)，此次畸形的元兇背后，一定是有著一個(gè)共同的因素。

這到底是咋回事呢，澳大利亞的產(chǎn)科醫(yī)生【威廉·麥克布里德】很快就提出了，其實(shí)反應(yīng)停就是嬰兒畸形的幕后主使，并且，他把這個(gè)觀點(diǎn)發(fā)表在著名的醫(yī)學(xué)雜志【柳葉刀】上。因?yàn)樵谒佑|過(guò)了產(chǎn)婦中，所有產(chǎn)下海豹畸形兒的媽媽們都曾用過(guò)“反應(yīng)停”。這自然就給他們帶來(lái)懷疑，而此時(shí)，在歐洲和加拿大已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過(guò)8000例的海豹畸形兒。接著，人們就進(jìn)行了病理學(xué)實(shí)驗(yàn)，也就證明了【麥克布里德】的觀點(diǎn)。沙利度胺對(duì)確實(shí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物有很強(qiáng)的致畸性。注意，這里說(shuō)的是靈長(zhǎng)類動(dòng)物，因?yàn)椋饲?，人們都是用大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，但是大鼠的體內(nèi)缺少一種把“反應(yīng)?！鞭D(zhuǎn)化成有害異構(gòu)體的酶，所以就不會(huì)引起大鼠的畸胎。

后來(lái)的有關(guān)研究表明，反應(yīng)停對(duì)胚胎的毒性，有明顯的時(shí)間相關(guān)性，也就是有不同的敏感期。在不同的孕期服用反應(yīng)停，會(huì)引起不同的畸形。比如在停經(jīng)后 34-38天用藥，可引起無(wú)耳朵畸形與顱神經(jīng)的畸形；停經(jīng)后36一45天服藥，可引起心臟與血管的畸形；而缺胳膊、短腿這種畸形則是在停經(jīng)后38一47天服藥所導(dǎo)致的；但在停經(jīng)50天后服藥，一般不會(huì)引起畸形。

經(jīng)過(guò)以上的調(diào)查，從1961年11月起，“反應(yīng)停”在世界各國(guó)陸續(xù)地被強(qiáng)制撤回，生產(chǎn)“反應(yīng)停”的德國(guó)格蘭泰公司也支付了1.1億西德馬克的賠償，但是他們卻始終拒絕認(rèn)錯(cuò)，直到2012年8月13日，格蘭泰公司首席執(zhí)行官才為曾經(jīng)的錯(cuò)誤公開(kāi)道歉，并且制作了名為“生病的孩子”的銅像，警示后人。但是，對(duì)于那些服用過(guò)“反應(yīng)停”的媽媽們，以及那些畸形的孩子來(lái)說(shuō)，這苦苦等待了50年的遲來(lái)道歉，已經(jīng)是毫無(wú)意義了，就像是一個(gè)又不響又不臭的屁，換來(lái)的只能是無(wú)數(shù)的謾罵。

值得注意的是，在這次反應(yīng)停事件中，有兩個(gè)人口大家得以幸免。一個(gè)是美國(guó)，一個(gè)是中國(guó)。中國(guó)是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的大環(huán)境比較復(fù)雜，想想上世紀(jì)是五六十年代，我們主要是研究吃飯的事，還沒(méi)有精力考慮吃藥的事，所以，就沒(méi)能引入，而美國(guó)，則是要感謝一位叫弗朗西絲的FDA的審批員。FDA也就是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局。可以說(shuō)，弗朗西絲幾乎是憑借著他的一已之力，阻止了反應(yīng)停引入到美國(guó)，避免了一場(chǎng)悲劇的誕生。其實(shí)，原因也很簡(jiǎn)單，就是她能堅(jiān)守自己的崗位，不馬虎，不對(duì)付，不妥協(xié)，不將就。盡管當(dāng)時(shí)，反應(yīng)停已經(jīng)風(fēng)靡歐洲，在美洲澳洲等許多國(guó)家也都開(kāi)始廣泛地使用，但是，弗蘭西斯覺(jué)得，反應(yīng)停在人體上的安全實(shí)驗(yàn)并不充分，所以拒絕引入到美國(guó)，這事，當(dāng)時(shí)差點(diǎn)沒(méi)把美國(guó)的藥企和美國(guó)的孕婦氣瘋了，人家那么多國(guó)家都用的挺好的，你咋主不讓用呢。當(dāng)時(shí)，本來(lái)，美國(guó)有一家叫【梅里爾】的公司都已經(jīng)獲得了“反應(yīng)停”的經(jīng)銷權(quán)，只待通過(guò)FDA的審批了，可弗蘭西斯就是不讓通過(guò)。當(dāng)然了，最終的結(jié)果是，弗朗西絲成為了民族英雄，同時(shí)也促成了《科夫沃-哈里斯修正案》的通過(guò)，也就意味著對(duì)于藥品的審核變得更加的嚴(yán)格。

以上，就是關(guān)于反應(yīng)停事件的一個(gè)簡(jiǎn)單回顧，想必大家都聽(tīng)過(guò)反應(yīng)停這個(gè)詞，但是，不曾想過(guò)它的背后還有這么多愛(ài)恨情仇，那么，說(shuō)的這么熱鬧，這和手性物質(zhì)有啥關(guān)系呢。這個(gè)反應(yīng)停，也就是沙利度胺，正是一種非常典型的手性物質(zhì)。后來(lái)的研究表明，有兩種類型的反應(yīng)停藥物，他們的化學(xué)成分是一模一樣的，分子式寫(xiě)出來(lái)也是一樣的，但是，他們的空間構(gòu)型是不一樣的，因?yàn)槲覀兤綍r(shí)看書(shū)都是在一個(gè)平面上，很少主動(dòng)地去進(jìn)行空間上的思考，所以，很容易就忽略了這個(gè)問(wèn)題，若不是專業(yè)研究立體化學(xué)的人幾乎不會(huì)在意這個(gè)事。兩個(gè)空間構(gòu)相不同的反應(yīng)停，一個(gè)像左手手套，一個(gè)像右手的手套，這個(gè)左手的手套有鎮(zhèn)靜，抑制惡心嘔吐的作用，而右手手套型就是有使胎兒致畸的作用了。可是遺憾的是，在反應(yīng)停事件之前人們還沒(méi)能深刻的意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，在當(dāng)時(shí)，也更不知道如何去除有副作用的那一部分，最終釀成了這場(chǎng)世界性的悲劇。

反應(yīng)停事件在全世界，掀起軒然大波，另一方面，也讓化學(xué)家們?cè)俣戎匾暡粚?duì)稱藥物研究。比如，孟山都公司的【諾爾斯】最早實(shí)現(xiàn)了工業(yè)合成手性藥物，這是一種單一構(gòu)型的左旋多巴，是治療帕金森綜合癥的首選藥物，但另一種，右旋的，卻會(huì)造成白細(xì)胞地減少。雖然，經(jīng)過(guò)高選之后，他成為合格安全的藥物。

介紹手性

其實(shí)手性在自然界中，在人體中都非常的常見(jiàn)。在自然界中組成蛋白質(zhì)的有20多種氨基酸，在這其中，除了最簡(jiǎn)單的甘氨酸外，都有鏡像結(jié)構(gòu)，都屬于手性分子。更奇怪的是，除了極少數(shù)動(dòng)物的特定器官，比如某些蛙類皮膚當(dāng)中含有罕見(jiàn)的右旋氨基酸外，包括人類在內(nèi)的幾乎所有生命體，都是由左旋氨基酸構(gòu)成的。而構(gòu)成RNA和DNA的核糖卻都是右旋的，這種左與右的區(qū)分在地球上的自然界中極為普遍的存在。

可是，詭異的是，化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里制取分子的時(shí)候，如果是手性分子，總是兩種手性混合存在，就是一半對(duì)一半，隨機(jī)產(chǎn)生的。我們，平時(shí)吃東西，也只能消化左旋氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)。所以，不少科幻小說(shuō)都借用類似的橋段：說(shuō)有人在星際旅行后進(jìn)行了“手性翻轉(zhuǎn)”，有點(diǎn)像一個(gè)二維平面上的生物在莫比烏斯環(huán)上轉(zhuǎn)了一圈一樣，左右互換了，此時(shí)他再回到地球上，那就吃啥拉啥，自己身體內(nèi)部的分子變成了鏡像結(jié)構(gòu)，就無(wú)法消化吸收地球上的東西了。

當(dāng)然了，小說(shuō)畢竟是小說(shuō)，依靠現(xiàn)代的有機(jī)化學(xué)手段，我們已經(jīng)可以用人工合成的方式制備出絕大部分賴以生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，無(wú)論是左旋的，還是右旋的。如果人體真的被鏡像翻轉(zhuǎn)了，我們也可以制成鏡像的營(yíng)養(yǎng)物，以維持生存。但是遺憾就是，這個(gè)鏡像人可能再也享受不到食物的美味了，再也沒(méi)有水煮魚(yú)，泡椒牛蛙，紅燒豬大腸了，他吃的食物只能是一大盤子膠囊，因?yàn)?，我們目前還不能隨心所欲地栽培出手性植物，也不能得心應(yīng)手地繁殖出與手性相反的豬牛羊，但這些更高端的問(wèn)題確實(shí)是科學(xué)領(lǐng)域很重要的課題，你想想，萬(wàn)一哪天真有外星人造訪地球，你不得請(qǐng)人家吃飯呀，不得喝點(diǎn)呀，如果他們與我們地球人的手性相反，也就意味著不管是滿漢全席還是法式大餐，他們都無(wú)法享用，只能把他們帶到實(shí)驗(yàn)室里吃一些化學(xué)合成的手性物質(zhì)了。想想這場(chǎng)面就挺尷尬的。

在自然界中，分子層面為什么會(huì)出現(xiàn)這種手性分子呢。他們的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢。

我們知道，通常說(shuō)的有機(jī)化合物，就是指含有碳的化合物，有機(jī)物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，可以說(shuō)所有的生命體都含有機(jī)化合物，起碼在地球是這樣的，所以，碳原子的基本結(jié)構(gòu)也就成為手性分子形成的重要骨架。一個(gè)碳原子的最外層上有四個(gè)電子，如果以單鍵成鍵時(shí)，可以形成四個(gè)共價(jià)單鍵，共價(jià)鍵指向四面體的頂點(diǎn)，可以把它相像成一個(gè)金字塔的立體結(jié)構(gòu)，碳原子位于金字塔的正中心位置，金字塔的四個(gè)尖就連接著四個(gè)基團(tuán)，如果四個(gè)基團(tuán)各不相同的時(shí)候，那么，此時(shí)，與這個(gè)碳原子相連接的四個(gè)基團(tuán)就有兩種空間連接方式。如果愣想，你想不出來(lái)，非常建議大家自己試一試，可以用一塊橡皮泥，上邊插上四根火柴棍，每個(gè)涂上不同的顏色。無(wú)論你按照什么順序安插這些火柴棍，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)之后，他只有兩種形式。這兩種形式是不能完全重合的。

他們就像是左右手一樣，互為“鏡像”，這樣的分子就叫做“手性分子”。這種構(gòu)成手性關(guān)系的分子之間，把一方叫做另一方的“對(duì)映異構(gòu)體”，比如說(shuō)乳酸，從動(dòng)物肌肉中提取得到的乳酸，就是右旋體；而，另一種是用發(fā)酵方法獲得的乳酸，就是左旋體。他們彼此之間就是對(duì)方的對(duì)映異構(gòu)體，當(dāng)然了，如果你實(shí)在是想像不出來(lái)也沒(méi)關(guān)系，對(duì)于我們這些吃瓜群眾來(lái)說(shuō)，領(lǐng)悟一下精神也就行了。

我們?cè)谄綍r(shí)生活當(dāng)中，也會(huì)經(jīng)常的接觸到這些與手性結(jié)構(gòu)有關(guān)的事，最常見(jiàn)的就是藥品，只是我們平時(shí)沒(méi)太注意這個(gè)事，我給你說(shuō)幾個(gè)例子，有一種藥叫左氧氟沙星，很常見(jiàn)的消炎藥，有口服的，靜脈用的，還有眼藥水，那為啥叫左氧氟沙星，有個(gè)段子就說(shuō)，說(shuō)有一個(gè)人，他的右眼睛不舒服，到醫(yī)院大夫給開(kāi)的是左氧氟沙星滴眼液，他就說(shuō)，這個(gè)大夫也太不負(fù)責(zé)了，左右都沒(méi)整明白。其實(shí)，如果你足夠閑的話，下次去醫(yī)院還真可以問(wèn)問(wèn)大夫，為啥叫左氧氟沙星，有沒(méi)有右氧氟沙星，我估計(jì)能回答上來(lái)的人，應(yīng)該不多，當(dāng)然了，你挨了也別找我。其實(shí)，還真就有右氧氟沙星，這就是我們講的對(duì)映異構(gòu)體，更標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)法應(yīng)該叫，左旋的氧氟沙星和右旋的氧氟沙星，而這個(gè)右旋的氧氟沙星，他的抑菌效果明顯不及左旋，而且對(duì)于人體來(lái)說(shuō)還是有害的，自然就沒(méi)能應(yīng)用到臨床了。

還有一味經(jīng)典藥，老司機(jī)應(yīng)該都聽(tīng)過(guò)，用過(guò)，叫左炔諾孕酮，同樣，這也是一個(gè)左旋的結(jié)構(gòu)，右旋就不行了，那就得喜當(dāng)?shù)耍@樣的例子還有很多，基本藥品當(dāng)中，以左右開(kāi)頭都是如此，而絕大多數(shù)的成品藥物中，都只選取了其中一種對(duì)映異構(gòu)體，因?yàn)榱硪粋€(gè)對(duì)映異構(gòu)體可能有不良的效果、或沒(méi)有效果，或者是完全另外一種作用了，比如有一種藥叫，普萘洛爾，左旋異構(gòu)體是治療心臟病的，而右旋的是男性避孕藥，四米唑，左旋的是驅(qū)蠕蟲(chóng)藥，右旋的是抗抑郁的；維生素C也分左右，右旋的就沒(méi)啥生物活性，所以，如果你吃的不是左旋的維C，那么，也就意味著你吃了一斤下肚，只有半斤起了作用。所以，現(xiàn)在對(duì)于藥品的審批極為嚴(yán)格，手性問(wèn)題也是越來(lái)越受到重視，1992 年，美國(guó)FDA就提出了法規(guī)，就要求申報(bào)手性藥物時(shí)，應(yīng)該對(duì)它的所有的不同異構(gòu)體的作用都做出清楚研究與描述，否則是不會(huì)批準(zhǔn)上市的。

巴斯德

說(shuō)了半天這么熱鬧，那么，手性這個(gè)事人們是怎么發(fā)現(xiàn)的呢。

這就要請(qǐng)出今天的大神了，【路易斯·巴斯德】，通常我們對(duì)于他的了解都是他在微生物學(xué)方面的研究，比如現(xiàn)在仍然被廣泛使用的巴氏殺菌法。而今天，我們要著重介紹的是巴斯德對(duì)于旋光性方面的研究。

早在19世紀(jì)初，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了某些物質(zhì)具有旋光性，啥叫旋光性，就是偏振光在晶體中振動(dòng)平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的特性，我這么一解釋，你就更聽(tīng)不懂了。

可以這樣簡(jiǎn)單粗暴的理解一下，不知道這位小時(shí)候是否玩過(guò)所謂的激光筆，手指頭這么大，前端可以發(fā)出紅色的光，可以照出十米二十米遠(yuǎn)，在墻上形成一個(gè)投影。最基本的版的就是一個(gè)圓點(diǎn)，這個(gè)筆還配有不同的筆頭，可以形成不同的圖案，如果，我們把這個(gè)筆頭換成一個(gè)狹窄的縫隙，那么，我們就可以得到一面光，就像是一把展開(kāi)的扇子一樣，照在墻上就是一條線，所謂的旋光性，就是這面光射出去之后，遇到了某個(gè)障礙物，可以想象成一種神奇的玻璃，光可以透過(guò)障礙物，但是透過(guò)之后，這面光的角度發(fā)生了變化，原來(lái)一把平鋪的扇子，透過(guò)之后變得立起來(lái)了，與原來(lái)垂直了，當(dāng)然了，也可以旋轉(zhuǎn)成其它不同的角度。有的順時(shí)針轉(zhuǎn)的，有的是逆時(shí)針轉(zhuǎn)的。

    當(dāng)時(shí)，人們注意到酒桶底部的酒石結(jié)晶經(jīng)過(guò)酸化后，會(huì)形成的酒石酸，他就會(huì)呈現(xiàn)出旋光現(xiàn)象，后來(lái)又有人從這種結(jié)晶的母液中偶然制備出了另一種酒石酸，奇怪的是這種酒石酸就沒(méi)有旋光的現(xiàn)象，人們把這個(gè)叫做葡萄酸。那時(shí)，很多的科學(xué)家就研究酒石酸和葡萄酸，發(fā)現(xiàn)他倆除了旋光性不同以外，其它方面，包括他們的組成和物理化學(xué)性質(zhì)等等，都完全一樣，這就成了當(dāng)時(shí)化學(xué)界的不解之謎。我們不一樣，但到底哪里不一樣呢。

1848年，博士畢業(yè)不久的巴斯德正在從事化學(xué)結(jié)晶體形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面的研究。他聽(tīng)說(shuō)了這個(gè)現(xiàn)象之后感到十分的好奇，他就用顯微鏡觀測(cè)了酒石酸銨鈉鹽，發(fā)現(xiàn)這種結(jié)晶是不對(duì)稱的，咱說(shuō)了，酒石酸是有旋光性的，巴斯德就推測(cè)酒石酸的旋光現(xiàn)象可能就與結(jié)晶的不對(duì)稱有關(guān)。

那么如此說(shuō)來(lái)，沒(méi)有旋光性的葡萄酸銨鈉鹽就應(yīng)該是具有完全對(duì)稱的晶體結(jié)構(gòu)才對(duì)。但觀察結(jié)果卻完全出乎意料。葡萄酸銨鈉鹽居然也是不對(duì)稱的。我靠，這事就更奇怪了。難道說(shuō)晶體的對(duì)稱與否和旋光性沒(méi)有一毛錢關(guān)系，只是自己多慮了嗎。但，大師畢竟大師，這時(shí)候就顯示出大師的牛逼之處了。巴斯德注意到，酒石酸銨鈉鹽晶體的半面晶面都是向右的，而葡萄酸銨鈉鹽的半面晶面有一半是向右的，一半是向左的。說(shuō)到這，你是怎么想的呢，下一步，你又會(huì)怎么做呢。

巴斯德就在顯微鏡下把葡萄酸銨鈉鹽中的兩種不同方向的晶體用鑷子一個(gè)一個(gè)地挑選出來(lái)，左邊一堆，右邊一堆，并且重新配成了溶液，然后用偏光鏡進(jìn)行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，凡是半面晶面向左的，都呈現(xiàn)左旋光，凡是半面晶面向右的，都呈現(xiàn)右旋光。

巴斯德又把等量的右旋光晶體和左旋光晶體混合后配成溶液，結(jié)果這種溶液與葡萄酸銨鈉鹽溶液一樣，就不會(huì)呈現(xiàn)出旋光性。

這個(gè)時(shí)候，就是小白的長(zhǎng)相，真相大白了。原來(lái)這種旋光性與晶體的不對(duì)稱是有關(guān)的。

巴斯德還推斷，由于這種旋光性的差異是在溶液中觀察到的，所以，這并不是晶體的特性而是分子層面的特性。因?yàn)榫w在溶液中已經(jīng)溶化了，所以反映的是分子層面上的某些性質(zhì)的不同。就此，巴斯德掀開(kāi)了手性物質(zhì)的面紗。

這里再稍微解釋一下，上面說(shuō)的這個(gè)葡萄酸銨鈉鹽，也就是沒(méi)有旋光性的這個(gè)，我們現(xiàn)在稱之為外消旋體，可以把它看做是一種混合物，也就是把等量的左旋的玩意和右旋的玩意放在一起，結(jié)果就是正好能使得光的偏振現(xiàn)象相互抵消，他就不旋了。所以叫外消旋體，就是在外部消去旋光性的物體，通過(guò)它的偏振光的旋轉(zhuǎn)不能被檢測(cè)來(lái)了。所以，利用旋光性可以檢驗(yàn)物質(zhì)的手性，但要注意物質(zhì)的純度，因?yàn)?，還有一種東西叫，內(nèi)消旋體，那是人家自己真正的消旋。具體是咋回事，你也不愛(ài)聽(tīng)，我也不愛(ài)講。就不展開(kāi)說(shuō)了。

總之，巴斯德的這個(gè)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了旋光異構(gòu)現(xiàn)象，對(duì)后來(lái)立體化學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，甚至，還被評(píng)為了化學(xué)史上最美的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有之一。而當(dāng)時(shí)巴斯德使用的方法也一直延續(xù)到了現(xiàn)在，仍是檢驗(yàn)物質(zhì)手性的重要手段。

手性的命名

下面我們簡(jiǎn)單了解一下關(guān)于手性物質(zhì)的命名規(guī)則，因?yàn)槲业膶I(yè)不是立體化學(xué)方面的，做為一名天體物理學(xué)家，我只是對(duì)藥物化學(xué)有一點(diǎn)十分粗淺的了解，所以，又專門學(xué)習(xí)了一下手性的命名規(guī)則。這遠(yuǎn)比我想象的復(fù)雜多了。反正我是真心沒(méi)看懂，索性就把文案組編寫(xiě)的內(nèi)容與大家分享一下吧。

手性物質(zhì)的命名有很多的方式，對(duì)像是對(duì)于顏色的分類，有RGB系統(tǒng)，就是紅綠藍(lán)，這是我們?nèi)搜劭梢钥吹降淖罨镜娜N顏色，印刷行為上可能更多的是使用CMY色彩系統(tǒng)，有興趣可以看看報(bào)紙的中縫或者邊邊角角的地方，都寫(xiě)著CMYK，這只是為了便于人類的生活，生產(chǎn)，人為的進(jìn)行分類。手性的命名也是如此，就是化學(xué)行為內(nèi)部為了便了交流，便于研究，制造出的一種通用的語(yǔ)言，有楔形式、扭曼投影式和鋸架透視式老多老多的方式了，我們就介紹兩個(gè)比較重要的，有代表性的體系吧。一個(gè)是R-S體系，也叫系統(tǒng)命名，另一個(gè)是D-L體系，也叫費(fèi)歇爾投影式。

先說(shuō)R-S體系，還是需要考慮一下，我們前邊提到的那個(gè)以碳原子為中心的金字塔的造型，金字塔的四個(gè)頂點(diǎn)上連接著四個(gè)基團(tuán)，然后，我們把這四個(gè)基團(tuán)，按照CIP順序規(guī)則記作ABCD，至于啥叫CIP順序規(guī)則咱就不管了，可以理解成按照大小個(gè)排列，A最高，D最矮。然后，調(diào)整金字塔的位置，把D轉(zhuǎn)到到離你最遠(yuǎn)的地方，相當(dāng)于把金字塔放倒了，把D點(diǎn)看做塔尖，他指向遠(yuǎn)方，這個(gè)時(shí)候，你的面前就是一個(gè)由ABC構(gòu)成的三角形，這是一個(gè)塔座，這時(shí)D與碳原子的連線垂直于這個(gè)三角形。估計(jì)，在你的腦中已經(jīng)形成了這個(gè)立體的形象了，然后，我們按a-b-c的先后順序觀察底座上的這三個(gè)基團(tuán)，如是順時(shí)針?lè)较虻?，則這個(gè)構(gòu)型被定義為R，源于拉丁文rectus，并不是RIGHT，逆時(shí)針就是S型，源于拉丁文sinister。

聽(tīng)懂了，就聽(tīng)懂了，沒(méi)聽(tīng)懂就當(dāng)聽(tīng)懂了。

那我們就再說(shuō)另一種，D-L體系，也就費(fèi)歇爾投影。這是德國(guó)化學(xué)家費(fèi)歇爾于1891年提出的，他的這個(gè)命名法最大的優(yōu)點(diǎn)，用咱現(xiàn)在話說(shuō)，就是扁平化，用兩條交叉的線表示這種四面體結(jié)構(gòu)的含碳化合物，兩個(gè)橫鍵是伸向紙面前方的，也就是離你近的，兩個(gè)豎鍵是伸向紙面后方的，也就是離你遠(yuǎn)的。這樣，就把一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)表面在一個(gè)平面上，要不然以前化學(xué)家還都得先學(xué)半年的立體素描，所以，表示某一個(gè)化合物的費(fèi)歇爾投影上，可以在紙平面上平移，也可在紙平面上旋轉(zhuǎn)180°或其180度的整數(shù)倍，但不能在紙平面上旋轉(zhuǎn)90°，否則得到的就是他的對(duì)映體的構(gòu)型。

那怎么判斷D型，L型，它是以甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn)物，其他對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)型通過(guò)與甘油醛進(jìn)行直接或者間接對(duì)比來(lái)確定。行了，知道這么多就足夠了，除非你是學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)的，要不然，對(duì)于我們這些以追求娛樂(lè)為主的朋友們來(lái)說(shuō)真心沒(méi)啥用，而我剛才說(shuō)的這些連皮毛都算不上，另外，再提示大家一下，DL系統(tǒng)里的左與右和RS系統(tǒng)里的左右并不是對(duì)應(yīng)的，與經(jīng)過(guò)偏振光發(fā)生的旋轉(zhuǎn)也不是一一對(duì)應(yīng)的，至于他們之間是如何轉(zhuǎn)換的，我也不知道。

手性制備

通過(guò)前面的介紹，我們對(duì)于手性物質(zhì)有了大致的了解，特別是在藥物生產(chǎn)的過(guò)程中，我們會(huì)更加在意其中一種手性的提純生產(chǎn)，同時(shí)避免另一種手性物質(zhì)的混雜。但是，很多年以來(lái)，人工合成的物質(zhì)都是外消旋體，也就是糟粕與精華共存的。那么，如何才能才能制備出我們真正需要的高選性的優(yōu)質(zhì)手性物質(zhì)呢。從大方面上來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)思路 ，一個(gè)是，先生產(chǎn)出這種左右手共存的混合物，然后在消除不需要的那種，或是挑出需要的那種。當(dāng)年，巴斯德就是這么一個(gè)一個(gè)挑出來(lái)的。另一種思路，就是直接生產(chǎn)出特定的一種手性物質(zhì)，根本就不讓另一種手性物質(zhì)形成。

 目前，較為常用的則是催化劑。因?yàn)?，做為一家醫(yī)藥公司來(lái)說(shuō)，他當(dāng)然會(huì)追求更大的利益。對(duì)于化學(xué)合成的手性物質(zhì)來(lái)說(shuō)，如果僅靠自然合成，那么自然是左與右一半一半的關(guān)系，如果僅是其中一半沒(méi)有作用，那還算是好事，更可怕也更常見(jiàn)的是，另一半還會(huì)有許多副作用。所以，對(duì)于醫(yī)藥公司來(lái)說(shuō)，他們每生產(chǎn)一斤藥物，還要費(fèi)盡周折，把另一半分離出來(lái)，同時(shí)，處理這些廢品，也會(huì)花費(fèi)更多的錢。因?yàn)榭紤]到可能對(duì)公眾健康產(chǎn)生的危害，這些廢品也不能被隨意處置。那么生產(chǎn)成本就太高了。

所以，目前，主流的研究就是用一種叫做“不對(duì)稱催化合成”的方法解決這個(gè)問(wèn)題。不但可以廣泛地應(yīng)用于制藥，在香精和甜味劑等許多化學(xué)行業(yè)，都有所應(yīng)用，給工業(yè)生產(chǎn)一下子帶來(lái)了巨大的好處，在2001年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)正是授予了這方面的研究。

美國(guó)科學(xué)家諾爾斯、夏普萊斯和日本科學(xué)家野依良治，在手性催化氫化反應(yīng)和手性催化氧化反應(yīng)領(lǐng)域貢獻(xiàn)頗豐，通過(guò)手性催化劑，促進(jìn)單一異構(gòu)體藥物的合成。

舉個(gè)例子，野依良治開(kāi)發(fā)的催化劑，能夠達(dá)到1：（10^6）的效率，也就是說(shuō)，1g這種催化劑可以合成出1000kg的手性產(chǎn)物。這種高選性手性的物質(zhì)的合成，必然給未來(lái)的化學(xué)，生物學(xué)，藥學(xué)帶來(lái)新的希望。單一異構(gòu)體藥物也迎來(lái)了全新春天。

上世紀(jì)末，手性藥物制劑市場(chǎng)已經(jīng)在以驚人的速度膨脹， 1980年版的《美國(guó)藥典》中統(tǒng)計(jì)了486種合成手性藥物，僅有88種單一異構(gòu)體藥物。而2005年時(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，化學(xué)合成新藥中約有60%為單一異構(gòu)體藥物。

就連曾經(jīng)聲名狼藉的反應(yīng)停也有了新的機(jī)會(huì)，“重新做藥”。在1998年時(shí)，FDA批準(zhǔn)沙利度胺作為治療麻風(fēng)性結(jié)節(jié)性紅斑的藥物上市。2006年，又被批準(zhǔn)用于多發(fā)性骨髓瘤。

這正是因?yàn)?，我們更深入的意識(shí)到他的作用機(jī)制，我們也可以掌握它，控制它，讓它更好的為人類發(fā)揮功效。在中國(guó)市場(chǎng)，也開(kāi)始投入使用，未來(lái)也將作為抗癌藥流通。其實(shí)，這個(gè)道理也好理解，既然他能抑制胳膊腿的生長(zhǎng)，那么也就意味著他可以抑制其它器官的生長(zhǎng)，而腫瘤生產(chǎn)自然也是需要血管的滋養(yǎng)，那么，如果運(yùn)用得當(dāng)?shù)脑?，他自然也可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)了。

目前世界上使用藥物總數(shù)大約有1900種，其中手性藥物占半數(shù)以上；臨床常用的200種藥物中，手性藥物多達(dá)110余種；正在開(kāi)發(fā)的藥物中2/3以上是手性的。世界上每年手性藥物銷售增速大于15%，我國(guó)手性藥物市場(chǎng)更超過(guò)了千億元。所以，各位大老板，如果有興趣致力于手性相關(guān)產(chǎn)生的研發(fā)生產(chǎn)可以聯(lián)系我們思考盒子文化傳媒能力有限公司。讓我共同開(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新的天地。

 今天的節(jié)目基本就是這樣了，

手性是存在于自然界的普遍現(xiàn)象，也是自然界的基本屬性之一。小到基本粒子、原子核、簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)分子和高級(jí)的生物大分子，礦物晶體、安培電流、大到植物藤蔓，海螺貝殼，人體結(jié)構(gòu)、大氣氣旋，洋流運(yùn)動(dòng)，甚至，行星自轉(zhuǎn)、天體運(yùn)行，星系旋臂、整個(gè)浩渺的宇宙，從微觀到宏觀，物質(zhì)在其存在形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式上都有手性，生命起源、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和天體演化，這些都我們極為關(guān)心的自然科學(xué)基本問(wèn)題，它們也都涉及到手性。

今天的節(jié)目就要結(jié)束了，可是手性的故事卻剛剛開(kāi)始。歡迎大家繼續(xù)關(guān)注我們下一期的節(jié)目，上帝是左撇子嗎？

也歡迎大家參加活動(dòng)，幫我們宣傳一下，最后，祝大家十一節(jié)快樂(lè)，給我叔我嬸，給家里人都帶個(gè)好。