【手性趣闻  6.】

（ 6. 手性与旋光性②） 

   巴斯德当初接触到葡萄酒中的酒石酸是右旋光的，他就纳闷了，为什么酒石酸没有左旋的呢？因为阿拉果测定的水晶晶体中即有左旋，又有右旋的，这是因为有两种结构对映的晶体。

   于是巴斯德大胆设想这酒石酸会不会也结晶呢，那么它是否也会存在对映结构的两种晶体呢？于是他将酒石酸盐和葡萄酸盐都培育成晶体，结果在显微镜下发现酒石酸盐有晶体，而葡萄酸盐中有两种晶体，其中一种完全是与酒石酸同样的晶体，另一种则是与之对映的晶体。紧接着巴斯德小心翼翼的硬生生用摄子，在显微镜下手工分拣出两种晶体，再用旋光仪测定，其中一种就是右旋的酒石酸，另一种就是左旋的酒石酸。这就证实了葡萄酸就是等量混合的左右旋酒石酸，因为等量混合，左右旋光度相互抵消，整体综合就没有旋光性了。

  那么为什么葡萄酒通常表现出来只是右旋的呢？这就牵扯到另一个问题，酒石酸溶解在葡萄酒里也能表现出它的旋光性，也就是说并不是晶体才具有光学活性。或许酒石酸分子就存在一种不对称状态，所以它的分子状态也能表现出旋光性。于是巴斯德又将酒石酸晶体和葡萄酸晶体（左右旋酒石酸晶体等量混合）溶回葡萄酒里，再测旋光性，与其晶体旋光性一致。这就是一个伟大的发现了，酒石酸的分子状态存在放光性，且酒石酸有左右旋两种不对称分子的对映体。这也解释了本段首的问题，那是因为左旋酒石酸的溶解度很小，意即它很容易沉淀，而且裹胁等量的右旋酒石酸等量沉淀，于量葡萄酒里就仅存微过量的右旋酒石酸，整体表现出右旋的了。

  于是，巴斯德发表了《关于结晶的形状，存在于化学组成及旋光性的方向之间可能关系的研究》，其中的大胆的假设，化学分子中存在组成相同而空间架构不同的对映异构体。这个结论在当时的化学家中是不能接受的。就连毕奥当初也是反对的，他认为晶体结构有可能存在对映结构，而分子中不存在空间对映的结构。事实上后来人们进一步深入有机化学的空间立体化学研究，发现化学结构又可细分为构造、构型和构象，这是一层又一层地剥开事实的真相。构型异构的真相就是化学构造相同的分子，其空间排列顺序不同，有可能形成镜像对称的手性对映体。比如不对称碳原子可连接四个不同的微粒，就可能有两种空间排列形式，呈镜像对称，但不论怎么摆放，两者都不可能重合为一种物质。后来也证实手性对映体的物理化学性质几乎雷同，唯有这种旋光性不同，还有就是在各向异性的环境下的生物相容性（拟在后面详述）不同除外。

  就这样，巴斯德从一个微生物学家、生物化学家挤身于化学家行列，而且开创了立体化学这一崭新的学科，妥妥的当之无愧的“手性之父”。而且后来巴斯德还发现了葡萄酒中的第四种酒石酸，那就是一种新的无旋光性的酒石酸，它同样存在于葡萄酒的沉淀之中，当巴斯德的团队在折腾这种沉淀时，分离出左右旋的酒石酸后，仍有一定量的与酒石酸组成相同的成分存在，而且它们绝没有左右旋的旋光性。后来从立体化学的深入研究知道，因为酒石酸中存在两个不对称碳原子，所以不管怎么排列这个分子，总有一种分子内部存在对称镜面，以此对映的两部分能够折叠对称，因此它不会表现出旋光性，相当于它那两部分的旋光性在内部就被折杀消失了，因故叫它内消旋体，前提到的左右旋酒石酸如等量混合也会消失其旋光性，故称其为外消旋体。于是真相大白，葡萄酒中存在四种酒石酸：右旋酒石酸、左旋酒石酸、外消旋酒石酸和内消旋酒石酸。

                      丰都智愚河畔环境技术工作室