סוגי האיזומרים. הסטריאוכימיה מתמקדת בסטריאואיזומרים. למידע על סוג, לחצו עליו
סְטֶרֵאוֹכִימְיָה (באנגלית:Stereochemistry) היא ענף בכימיה העוסק במבנה המרחבי של התרכובות השונות ברמה המולקולרית. כלומר - הענףאינו עוסק בצורה ובמראה של החומרים השונים, כגוןאבקה צהובה,נוזל אדום,גז שקוף, אלא בסידור המרחבי של האטומים המרכיבים את החומר.
למרות שהענף עוסק בכל החומרים, מתייחס המושג סטריאוכימיה בעיקר לתרכובות אורגניות, זאת לאור המגוון העצום של הצורות המרחביות שבהן הן מסודרות, בהשוואה לתרכובות אי-אורגניות.
הסטריאוכימיה מנסה למיין את החומרים השונים לקבוצות שונות, לפי סידורם המרחבי. למשל, תרכובות מסוימות הן קוויות, אחרותמישוריות, והשאר תלת-ממדיות. מולקולותכיראליות, הקרויותאננטיומרים, מסיטותאור מקוטב. אם אננטיומר אחד מסיט את האור לכיוון ימין, אזי בן-זוגו יסיט את האור לכיוון שמאל.
לנתונים אלו חשיבות עליונה בהבנתם של תהליכים ותגובות כימיים. הסטריאוכימיה מנסה להסביר את התרחשותן של תגובות כימיות, וכן את מהירותן, מההיבט המרחבי. לכיוון, לזווית ולמיקום שבהם נפגשות שתי מולקולות השפעה מכרעת על הסבירות לקיומה של התגובה, וכן על התוצרים שיתקבלו, והסטריאוכימיה מנסה להתחקות אחר גורמים אלו. תגובה כימית נקראתסטריאוסלקטיבית אם נוצר במהלכה עודף משמעותי של אחד הסטריאואיזומרים.
בטבע קיימות מולקולות רבות, להןנוסחה מולקולרית זהה (כלומר, מספר אטומים זהה מכל סוג), אך בהן האטומים מסודרים באופן שונה. מולקולות כאלו נקראותאיזומרים; הסטריאוכימיה עוסקת בקבוצה אחת של מולקולות אלו: האיזומרים המרחביים (סטריאואיזומרים).
לסטריאוכימיה חשיבות רבה בביולוגיה, במיוחד בחקר האנזימים. הענף חוקר את המבנה המרחבי של האתר הפעיל באנזים, ומנסה לעמוד על השפעת ההתאמה המרחבית שבין האנזים והסובסטרט על קצב הפעילות של האנזים, וכן על העדפתו הספציפית לסובסטרטים מסוימים בלבד. בדומה, משמשת הסטריאוכימיה לחקר ההתאמה ביןהורמונים ובין הקולטנים שלהם, ביןנוירוטרנסמיטרים בתאי עצב ובין הקולטנים שלהם, וכדומה.
טרגדיית התָלִידוֹמִיד, שהתרחשה בתחילתשנות ה־60 של המאה ה־20, ממחישה את חשיבותה של הסטריאוכימיה. התרופה, שיוצרה בגרמניה ב-1957 ונועדה לשמש נגדבחילות שחוותנשים בהיריון, גרמה למומים מולדים בעשרות אלפיתינוקות, עד להורדתה מן המדפים ב-1961. מאוחר יותר הסתבר שמולקולת התלידומיד קיימת בשני סטריאואיזומרים - L-תלידומיד, המסיט אור מקוטב לשמאל, ו-D-תלידומיד, המסיט אור מקוטב לימין. האיזומר הראשון פועל כתרופה נגדבחילות, ואילו השני גורם למומים מולדים. שני האיזומרים מומרים האחד לשני בגוף האדם, כך שגם נטילת האיזומר הראשון בלבד גורמת למומים מולדים. בזמן ייצור התרופה היה תחום הסטריאוכימיה בחיתוליו, והתוצאות החמורות הביאו להאצה משמעותית בהתפתחות התחום.
דוגמה נוספת לחשיבות המבנה המרחבי בביולוגיה ניתן למצוא בחוש הראייה. מנגנון הראייה שליצורים חיים, על אף שהוא שונה באופן ניכר בין המינים השונים, מתבסס בכולם על האלדהידרטינל. לתרכובת זו, המצויה באדם בקנים ובמדוכים שבעין, שני איזומרים. כשאור פוגע במולקולה, מנת האנרגיה של האור גורמת למולקולה לעבור מהתצורה של האיזומר האחד - 11-ציס-רטינל - לזו של האיזומר השני - 11-טרנס-רטינל. בתאי קנים שברשתית העין מחובר הרטינל לאנזיםסקוטופסין; יחדיו הם יוצרים קומפלקס הנקרארודופסין. השינוי במבנה המרחבי של הרטינל, הנגרם כתוצאה מהאור, גורם לאלדהיד להינתק מהאנזים, שכן כעת הוא כבר אינו מתאים בצורה מושלמת לאתר הפעיל של האנזים. הניתוק גורם לתגובת השרשרת המביאה ליצירת גירוי בתאי עצב המעובד על ידימערכת הראייה לקבלתתפיסה חזותית של העולם.
אף מבחינה היסטורית היה זה ביולוג אשר גילה לראשונה כמה מהתגליות שהיוו את הבסיס לסטריאוכימיה. הצרפתילואי פסטר, שנחשב לאבי המיקרוביולוגיה, גילה ב-1843 שגבישיחומצה טַרְטַרִית, הנוצרים כמשקע בחביותיין, מסיטים אור מקוטב לכיוון אחד, ואילו גבישי חומצה טרטרית שסונתזו באופן מלאכותי לא מסיטים אור מקוטב. פסטר בחן את הגבישים תחתמיקרוסקופ ומצא שהמבנה שלהם אינו סימטרי, והגבישים המלאכותיים היו משני סוגים, שהיותמונת ראי זה של זה. הוא מיין בשקדנות, בעזרת מלקחיים זעירים, את הגבישים המלאכותיים לשתי קבוצות, וגילה שתמיסה שיצר מגבישי הקבוצה הראשונה (הזהים לגבישים הטבעיים בחביות היין) הסיטה אור מקוטב בכיוון השעון, בעוד שתמיסת גבישי הקבוצה השנייה הסיטה אותו נגד כיוון השעון. תמיסה בה תערובת שווה של שני הסוגים - שני האיזומרים - אינה מסיטה אור מקוטב כלל. תערובת כזו נקראת כיוםתערובת רָצֶמִית; בלטיניתרצמוס פירושואשכול ענבים, והחומצה הטרטרית, שבה גילה פסטר את התופעה, מקורה בענבי היין.
