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立體化學
立體化學是研究分子中原子的三維排列如何決定其性質與反應性的化學分支。
概觀
具有相同連接方式但空間排列不同的分子稱為立體異構體。這包括鏡像不可疊加的鏡像異構體(對映體),以及在部分但非全部立體中心上構型不同的非對映體。手性——最初由路易·巴斯德透過研究酒石酸晶體所發現——是核心概念:手性分子無法與其鏡像疊合,且每種對映體使平面偏振光朝相反方向旋轉。現代立體化學還涉及雙鍵的幾何異構、軸手性以及動態立體化學。不對稱合成與手性催化使化學家能夠選擇性地生產單一立體異構體。
為什麼重要
立體化學對製藥開發至關重要,因為藥物的兩種對映體可能具有截然不同的生物效應——一種有益,另一種有害或惰性。二十世紀的沙利度胺悲劇對此有深刻的示範。立體化學理解如今指導著藥物設計、農業化學以及手性材料的開發。桃樂絲·霍奇金的X射線晶體學研究確定了青黴素和維生素B12等關鍵生物分子的三維結構。