為什么這個(gè)實(shí)驗被稱(chēng)為“化學(xué)史上最美的實(shí)驗”？

巴斯德喜歡酒，他注意到制酒時(shí)酒石酸的晶體會(huì )在發(fā)酵過(guò)程中沉積，于是選擇酒石酸鹽當研究題材。其實(shí)在發(fā)酵桶槽沉積的不只酒石酸，還有在當時(shí)被稱(chēng)為“類(lèi)酒石酸”的物質(zhì)。這時(shí)酒石酸和類(lèi)酒石酸的分子式已被定出，成分是相同的。但酒石酸溶液和類(lèi)酒石酸溶液特性大不相同，偏振光通過(guò)酒石酸溶液時(shí)會(huì )產(chǎn)生右旋光，通過(guò)類(lèi)酒石酸溶液則什么事也不會(huì )發(fā)生。為什么分子式相同的化合物會(huì )有截然不同的光學(xué)特性？很多化學(xué)家都研究不出來(lái)，巴斯德想：其中一定有被大家忽略的地方。

三種酒石酸的分子結構

巴斯德決定運用他化學(xué)和物理的知識，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。他直覺(jué)認為它們結晶的結構有可能不同，然后用鑷子慢慢挑出酒石酸鹽類(lèi)結晶。細心的觀(guān)察結果發(fā)現：酒石酸鹽類(lèi)結晶有一面較長(cháng)，不是完全對稱(chēng)的，也因此通過(guò)酒石酸溶液的極化光會(huì )產(chǎn)生右旋現象。

兩種酒石酸晶體示意圖

巴斯德接著(zhù)假設：類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)晶體應該是對稱(chēng)的，也因此通過(guò)類(lèi)酒石酸溶液的偏振光才不會(huì )改變。然而當他將類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶挑出來(lái)觀(guān)察，卻嚇了一大跳！類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶和酒石酸鹽類(lèi)結晶一樣，都有一個(gè)較長(cháng)的、不對稱(chēng)的晶面。

原以為解開(kāi)謎底的巴斯德再次陷入困惑之中。為什么酒石酸鹽類(lèi)結晶和類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶都有不對稱(chēng)的晶面，但前者有光學(xué)活性，后者卻沒(méi)有？他想了想，只能更大膽地假設：某些結晶較長(cháng)的晶面在左邊，某些結晶較長(cháng)的晶面在右邊，只有這樣，才可能解釋為什么類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶具有不對稱(chēng)的晶面，卻沒(méi)有光學(xué)活性。

巴斯德在挑選晶體示意圖

想到這里，巴斯德興奮地重新檢視類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶。果然！他發(fā)現類(lèi)酒石酸鹽類(lèi)結晶有二種，其中有些晶體較長(cháng)的晶面在左邊，另外一些則在右邊，就像左手和右手。當他把所有較長(cháng)的晶面在左邊的晶體挑出、溶解，然后將溶液通過(guò)偏振光，即產(chǎn)生左旋現象；而若將所有較長(cháng)的晶面在右邊的晶體挑出、溶解，然后將溶液通過(guò)偏振光后，即產(chǎn)生右旋現象。換句話(huà)說(shuō)，類(lèi)酒石酸溶液不具有光學(xué)活性，是因為它是兩種晶體的混合物，它同時(shí)具有左旋和右旋的光學(xué)特性，互相消弭所致。

有機物的旋光性是指某些有機分子能夠旋轉通過(guò)它們的平面偏振光的偏振面的性質(zhì)。這種現象是由于分子內部的不對稱(chēng)性，也就是手性（chirality）。手性分子通常含有一個(gè)或多個(gè)手性中心，最典型的是碳原子，它連接四個(gè)不同的原子或基團。

當平面偏振光穿過(guò)含有手性中心的有機物溶液時(shí)，分子會(huì )將光的偏振面旋轉至某一角度。這個(gè)角度的大小和方向取決于：

1. 分子的結構：具體的手性中心以及它們的配置（R或S）會(huì )影響旋光性的方向和程度。

2.光的波長(cháng)：通常使用的是鈉黃光（D線(xiàn)，波長(cháng)約為589納米），但不同波長(cháng)的光可能會(huì )受到不同程度的旋轉。

3. 溶液的濃度：分子濃度越高，旋光效應通常越明顯。

4.溶液的路徑長(cháng)度：光線(xiàn)通過(guò)溶液的路徑越長(cháng)，旋光效應越顯著(zhù)。

5. 溫度和溶劑的類(lèi)型：這些因素也會(huì )影響旋光性。

旋光性的測量通常是通過(guò)旋光儀來(lái)進(jìn)行，測定的是旋光角，即偏振光通過(guò)樣品后旋轉的角度。根據旋轉的方向，有機物可以被分類(lèi)為：

-右旋（d-或+）：如果光的偏振面向觀(guān)察者看到的是順時(shí)針?lè )较蛐D。

-左旋（l-或-）：如果光的偏振面向觀(guān)察者看到的是逆時(shí)針?lè )较蛐D。

旋光性在化學(xué)中非常重要，特別是在制藥和食品工業(yè)中，用來(lái)區分和鑒定不同的手性化合物。這些化合物的生物活性、味道和香氣往往與它們的手性有關(guān)。

關(guān)于巴斯德的酒石酸鹽旋光異構體分離實(shí)驗選為化學(xué)史上最美實(shí)驗的原因，參與此次投票的一位名叫Carmen J. Giunta的教授是這樣解釋的：