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非对映异构体

非对映异构体(diastereoisomers)是指分子具有两个或多个手性中心,并且分子间为非镜像的关系的立体异构体。

两个结构相同的分子,由于具有构型不同的不对称原子,彼此不呈实物与镜像的关系。在酒石酸的三个旋光异构体(见旋光异构)中,a与c、b与c都是非对映异构体:

非对映异构体的旋光性不同,熔点、沸点、溶解度、密度、折射率等物理性质也很不同。其化学性质虽然相似,但也不完全匙项樱相同。

非对映异构体是由已含有一个手性中心的分子产生第二个手性中心时的必然产物。与对映体的生成不同,由于第一个手性中心的影响,所得到的两个非对映异构体的数量并不相同。这就是不对称合成的基础。

简单的说也钻轿就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的立体结构在照镜子,这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。

1、两个互为镜像而不能重合的立体异构体,称为对映异构体,简称对映体。

2、对映体是指具有相同分子式的化合物中,由于原子在府拒格霉空间配置不同而引起的同分异构现象。

3、互为旋光异构体的两种化合物,由于其中一个不对称碳原子的取代基在空间上取向不同而互成物体与镜像的关系,并且两者在空间上不能重叠,它们被称为对映体。

对映体具有相同的物理性质(如熔点,沸点,溶解度,折射率,酸性,密度等),热力学性质(如自由能,焓、熵等)和化学性质。除非在手性战欢章和环境(如手性试剂,手性溶剂)中才表现出差异。

对映体对偏振光的作用不同,它们的比旋光度数值相同,但方向相反。对映体的生物活性不相同,化学反应中表现出等速率。等量的左旋体与右旋体的混合物构成外消旋体。从对映体中分离出单纯一个光学异构体的方法称拆解。最普通的拆解方法是将消旋体与光学活性相反的离子(称拆解剂)作用生成非对映体。

在有双键或小环结构(如环丙烷)的分子中,由于分子中双键或环的原子间的键的自由旋转受阻碍,存在不同的空间排列方式而产生的立体异构现象,又称顺反异构。

又称为手性异构,任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子就叫做手性分子,它的一个物理性质就是能使台邀戒偏振光的方向发生偏转,具有旋光活性。

构造相同的分子,如使其一平面偏振光向右偏转,另一侧向左。则两种互为光学异构体。(所谓光学异汽凶验构体指分子结构完全相同,物理化学性质相近,但旋光性不同的物质)。

构造式相同的化合物由于单键的旋转协精辣,使连接在碳上的原子或原子团在空间的排布位置随之发生变化产生的立体异构现象。

能发生立体异构现象的化合物称作立体异构体,包括几何异构体、旋光异构体和构象异构体。几何异构体和旋光异构体能分离开来,构象异构体可以通过单键旋转而互变,通常无法分离,但当围绕单键旋转障碍很大时,这类异构体也是可以分离的。

赤藓糖是含有2个不同手性碳原子的四碳醛糖,它有一对对映体,即D-和L-赤藓糖,其费歇尔投影式的2个-OH位于碳链同侧。其他含有2个手性碳原子的化合物,若分别连有2个相同的基团、第三个基团不同时,其费歇尔投影式的2个相同的基团位于碳链同侧的;即称该分子为赤式异构体,而此种构型称赤式构型(erythro configuration)。

苏阿糖是含有2个不同手性碳原子的四碳醛糖,它有一对对映体,即D-和L-苏阿糖,其费歇尔投影式的2个-OH位于碳链异侧。其他含有2个手性碳原子的化合物,若分别连有2个相同的基团、第三个基团不同时,其费歇尔投影式的2个相同的基团位于碳链异侧的;即称该分子为苏式异构体,而此种构型称苏式构型(erythro configuration)。

1808年马鲁斯发现了偏振光。其后,法国物理学家比奥特法国结晶学家邬于及化学家等人都先后发现了许多无机物晶体及某些有机物质具有使平面偏振光的振动平面发生旋转的性能。但他们却未能探索出这种旋光差别的原因。

1848年Louis Pasteur(1822-1895),他当时是Biot的助手,巴黎师范大学的青年教师刚从Besanson皇家学院毕业(获科学博士学位)。为了使他具备晶体学研究方面的某些经验,其导师要他对Prouostage的一项有关酒石酸和外消旋酒石酸的晶体形式的工作镜像重新调查研究。巴斯在他的工作中,他肯定了Prouostage的观察,并注意到外消酒石酸钠铵的晶体是由二种具有不同的平面性质的晶体所组成,它们的晶型关系就好像人左右手关系一样,这二种等重的晶体混合一起时,其混合液却没有显示旋光性。

由于这种旋光度的差异是在溶液中观察到的,Pasteur推断这不是晶体的特性而是分子的特性。他提出,构成晶体的分子是互为镜像的,正像这二种晶体本身一样。他提出,存在着这样的异构体,即其结构的不同仅仅是在于互为镜像,性质的不同也仅仅是在于旋转偏振光的方向不同。这样Prouostage第一个发现了外消旋酒石酸的非旋光活性的 原因是由于它是一个“左征”和“右征”酒石酸的混合物,他发现了外消酒石酸晶体中的对映异构现象。

到1874年,范荷夫提出了碳原子的四面体学说,他提出,如果一个碳原子上连有四个不同基团,这四个基团在碳原子周围可有二种不同的排列形式,有二种不同的四面体空间构型。它们互为镜像,就跟人的左右手间的关系一样,外形相似但不能重合。

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