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《日知录》“手性”的奥秘

时间:2023-11-08 21:44:05

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《日知录》“手性”的奥秘

图左为R型,右为S型

王治国刻

沙利度胺(Thalidomide)是一种人工合成的谷氨酸衍生化合物。1953年,某瑞士药厂首次合成了它。之后,某德国药厂偶然间发现该物质能显著抑制孕妇的妊娠反应,故而它又被称为“反应停”。到1957年,“反应停”正式投放市场,药厂标榜其为“毫无副作用的抗妊娠反应药物”“孕妇的理想选择”,一度风靡世界。

然而好景不长,当“反应停”即将登陆美国时,美国食品药品监督管理局(FDA)的工作人员发现该药的安全性评估存在问题,坚持抵制该药上市。此后不久,罕见的婴儿四肢畸形症在全球范围爆发,统计表明,这些患儿的母亲均服用过“反应停”。直到1963年,各国才后知后觉地陆续将该药物禁用。然而恶果已经酿成,沙利度胺的滥用累计造成了近两万名孩子的畸形以及不计其数的流产、死胎。而坚持真理、力挽狂澜的FDA自此声名鹊起。

后来,科学家对沙利度胺进行研究,终于揭开了它的真面目:沙利度胺肆虐的原因,就在于化学物质的一大奥秘——手性。

手性是化学的基本属性,指一个分子不能与其镜像完全重合,恰如我们的双手,左手与互成镜像的右手不能重合。分子的手性由不对称碳引起,即一个碳上的四个基团互不相同。这样组成的一个手性分子就有两种空间结构,称为对映异构体。尽管化学组成相同,对映异构体在光学、化学、生物学上却具有截然不同的性质。1848年法国化学家巴斯德细心研究了酒石酸钠铵的晶体及水溶液的旋光现象,指出物质的旋光性与分子内部结构有关,首次提出了对映异构体的概念。

手性是自然界的普遍特征,体现在生命的产生和演变过程中,生物体内也存在着手性环境。作用于生物体内的药物,其药效作用多与它们和体内靶分子间的手性匹配息息相关。好比某个宴会上,所有人约定使用右手握手,使用左手握手的后来者就无法融入其中。某些药物是两种手性对映体的混合物,这就意味着其中只有一半物质能够发挥作用。不幸的是,在“反应停”案例中,R型确有药物作用,而S型不仅无效,还有致畸作用。

手性化合物的研究是当今化学界的前沿热点,包含手性拆分、手性合成等方面,在医药生物、工业生产等领域有着广泛的应用。2001年诺贝尔化学奖桂冠就颁发给诺尔斯、夏普雷斯和野依良治,以表彰他们在手性催化化学反应方面的探索与贡献。相信在一代代科学家的努力下,人类对手性这一奥秘的认识会愈加深刻,将其利用起来改善社会的方方面面,避免沙利度胺悲剧的重演。

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