醣類的歷史（下）

醣類的歷史（下）
國立台灣師範大學化學系江宣儀碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

醣類的位向也決定了聚合物（polymer）的定向性，而這個訊息對於基因解碼有很重要的影響性。非聚合物性質的醣類也主導其他不單單只是供給能量重要的功能，例如細胞外圍的辨識和附著作用等。醣類也可在許多的天然物結構中找到，例如紅黴素及萬古黴素，此化合物具有特定的物理性質，且分子具有該物質對於分子的生物活性是重要的。簡言之，醣類在自然界中的用途是廣泛無窮的，我們也尚未了解許多關於醣類和醣鍵結的反應，而他們對於進一步認識高度複雜性質的生物機制有重要的關聯性。

醣類的全合成，以甘油的製程為一起點，開啟了這個開創性領域的費雪（Hermann Emil Fischer）曾認為，該物質必定和葡萄糖具有類似的性質，因為兩種物質的外觀及味覺上的相似性很高。而早年他也發現到甘油只具理論碳數的一半，也並不具有醛官能基。而費雪希望藉由溫和的氧化作用，完成將甘油轉換成葡萄糖的目標。實際上，可利用稀釋過的硝酸將甘油氧化成甘油醛（glyceraldehyde），且接著可經由稀釋的鹼性異構化並經由醛醇（aldol）反應，得到消璇果糖（racemic fructose）。費雪也期待不同化合物合成的其他六碳醣物質。

費雪對於醣化學中的立體化學及碳原子的非對稱性了解有重大躍進，也較早年的醣類科學家們有更進一步的見解。而其中的一位科學家Pasteur於1848年，曾分離具有鏡像異構物的酒石酸（tartaric acid）並表示，它們對於平面極性光具有相反的旋轉方向，他推測該現象是因為分子具有非對稱性的結構。另外兩位科學家分別為Le Bel及凡特荷夫（van’t Hoff），進一步認定非對稱的來源，而發現飽和碳原子的四面體架構。當碳原子於分子中有四種不一樣的取代時，該分子將存在兩種構型，稱之鏡像異構物。例如我們的雙手，這兩種鏡像的物質完全不能重疊在一起，不過於自然界中的分子一般發現會由單一鏡像主導化合物，而不是消旋混和物。費雪在這個領域比這些早期的概念有更進一步的認知，應用在他其中一個早期的研究所發現，苯肼（phenylhydrazine）和α位的羥醛（α-hydroxy aldehydes），並且更衍伸加入其他的化學反應，以產生各種不同的六碳醣並建構它們之間的關聯性。經過一連串的反應，努力不懈的合成及分離，最終得到一系列完整的資料，其中包含了著名的葡萄醣。而這個非常具有發展性的研究，也漸漸揭開了當時化學界中未知的神祕領域，費雪除了在實驗方面的成就之外，他也發展了另一種延用至今的新圖象建構方式：費雪投影式（Fischer projection），用於表達碳水化合物的結構。

相關文章：醣類的歷史（上）

參考資料 :
http://en.wikipedia.org/wiki/Hermann_Emil_Fischer
http://www.nature.com/nature/journal/v421/n6920/pdf/421219a.pdf
http://jn.nutrition.org/content/ … 3f62b5559254694f65f