【手性趣闻 28.】
(28. 手性分子的构型)
判断分子手性的标准就是测定其旋光性。有旋光性的分子一定是具有手性的分子。而具有手性的分子的内部构造有两种,一种是含 有不对称碳原子,一种是没有不对称碳原子,但其构造上不对称,也就是分子中没有对称轴和对称中心,其对映体保持“镜像对称”。
不对称碳原子即有机物结构中的四价碳连接四个不同的原子或原子团,这样形成一个以不对称碳原子为中心的四面体,在其四个顶点上分居四个不同的原子或基团,这样的构型在照镜子时就会存在一个对映体映象,物与像之间呈镜像对称,永不重合。事实上存在一个不对称碳的构型分子总会有两个对映体,成双成对的。正如上节所述它们的旋光性是相反的。如有多个不对称碳原子,则理论上有2n个对映体,共有2n-1成对的对映体。事实上因为有多个不对称碳原子的构型总存在一定的对称面,因而它本身内部的不对称因素被抵消了,所以它具有镜像对称的对映体就会少一些,具有旋光性的对映体就会少一些。以酒石酸为例,它有2个不对称碳原子,理论上是四个对映体,但实际上只有三个对映体,一个左旋的(记为-),一个右旋的(记为+),还有一个不旋光的,其旋 光性在内部就被抵消了的,叫做内消旋(记为±)。
关于没有不对称碳原子的手性分子仍然有旋光性,也存在镜像对称的对映体。比如丙二烯型、联苯型和螺烯型化合物,由于分子构造中的空间阻隔关系使其没有对称轴和对称中心,因而成其为手性,也具有旋光性。实际上,镜像对称的分子内部就是没有对称轴和对称中心的特殊对称(手性对称)情形。
然而这里再次强调的是分子手性构型的标记有两套,R/S绝对构型标记法,D/L相对构型标记法,而旋光性是用旋光仪测定的,记为(+)和(-),它们之间没有一一对应关系。更不能想当然把L-型Vc就认为是左旋的(这里L不是英文单词left的首字母), D-Vc更不是右旋的。四种Vc手性分子的记法是:L-(+)-Vc,D-(-)-Vc, D-(-)-V'c, L-(+)-V'c。其中真正起到抗坏血酸作用的是L-(+)-Vc,即L-构型、右旋的维生素c。
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