構象分析

兩個碳之間的單鍵像一個轉軸：分子的兩半可以繞它自由旋轉，於是即便很小的分子也會擺出無數轉瞬即逝的形狀。構象分析就是研究這些形狀——分子偏愛哪些、迴避哪些，以及從一種扭轉到另一種要花多少能量。當連接方式固定、分子卻仍能彎折時，做的就是這件事。

凡是通過繞單鍵旋轉（不斷鍵）就能達到的扭轉排布，都是一種構象（conformation，或稱構象異構體 conformer）。由於旋轉是自由的，構象在室溫下不停互變，每秒數十億次——它們不是可以分離出來的獨立化合物。分析要問的是：分子旋轉時，能量的「谷」（舒適、占多數的形狀）和「峰」（緊張、一閃而過、被迅速越過的形狀）各在哪裡？答案來自在扭轉張力（鍵相互重疊）和位阻張力（大基團相互擁擠）之間做平衡。

這之所以重要，是因為分子大部分時間都待在它的低能構象裡，而形狀決定行為。酶以某一特定構象抓住底物；環把取代基置於直立鍵或平伏鍵；某個反應可能要求成鍵的鍵恰好對齊（E2 需要反平面幾何）。構象分析雖生於簡單的乙烷和丁烷，卻成了理解分子為何如此反應、如此結合的透鏡。