看得見的單分子：掌性翻轉

立體化學在有機合成和生物催化中佔有非常重要的地位，對有機合成來說，分子的立體結構可以影響反應速率、選擇性和產物的立體化學。對生物催化來說，許多生物分子（如蛋白質、核酸和糖類）都具有複雜的立體結構，這些分子的立體結構可以影響它們與其他分子之間的相互作用，進而影響生物，例如在蛋白質的折疊過程中，其立體結構可以決定其功能和穩定性。因此，對於探索生物系統和開發新藥物，理解分子的立體化學是相當重要的。拜科技所賜，現代化學家們已經對立體化學有了非常深入的理解，目前能夠通過實驗和理論計算來預測分子的立體結構、反應機制和反應產物的立體化學，例如X射線晶體學、核磁共振光譜學、質譜分析等方法都可以用來確定分子的三維結構；量子化學計算、分子動力學模擬等計算方法也可以用來預測反應過程中的立體效應。然而，科學家們還是無法確切知道分子在反應過程中的掌性如何變化，意思就是目前還無法監測分子在進行化學反應時的立體化學，那麼科學家們將來有辦法做到這點嗎?

近日，中國北京大學的研究團隊成功開發出一種「實時監測單個手性中心形成」的方法，實時監測指的是在極短時間內立即處理數據，在科學研究中，實時監測可以提供關於反應過程的資訊，有助於更好地理解反應的動力學和機制。該研究團隊利用了這項方法監控了bismaleimide和1,3-dicarbonyl compounds的Michael addition，而該反應是在電晶體裝置中進行，他們把反應物放在兩電極之間，接著在通過電流的條件下進行反應。透過反應系統中電場的改變，他們能夠觀察到分子的掌性變化，而掌性變化也會使研究人員觀察到不同的電流變化。