含两个手性碳原子化合物的对映异构.docVIP

　含两个手性碳原子化合物的对映异构 →　　含两个相同手性碳原子化合物的对映异构　 含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构　　　 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构 　　分子中含有两个相同手性碳原子（两个手性碳原子上连有同样的四个不同的原子或原子团）的化合物，如酒石酸分子中的两个手性碳原子上都连有－OH、－H、－COOH、和CH（OH）COOH。　　　　　　　　　　　　　　　　 　　它的费歇尔投影式如下： 　　　　　 　　（Ⅰ）和（Ⅱ）互为对映体，（Ⅲ）和（Ⅳ）是同一种物质。如果把（Ⅲ）在纸面上旋转180°就得到（Ⅳ）：　　　　　这是因为（Ⅲ）的C-2和C-3间有一对称面，可以把整个分子分成两部分，其上下两部分互为实物与镜像关系，就是分子内存在互相对映的两部分。两个手性碳原子的旋光度一样，但旋光方向却相反，正好互相抵消而失去旋光性。这种化合物称为“内消旋体”（meso-form），常用 “m”表示，所以又称m-酒石酸。酒石酸的立体异构体实际上只有三种，即左旋体、右旋体和内消旋体。右旋酒石酸和左旋酒石酸是互为对映体，它们和内消旋体酒石酸是非对映体。等量的右旋体和左旋体混合可组成外消旋体。 　　内消旋体和外消旋体虽然都没有旋光性，但它们却有本质上的差别。前者是一个化合物，不能拆分成两部分。而后者是一种混合物（由等量对映体组成），可以用特殊方法拆分成两个旋光异构体。　　乳酸含有一个手性碳原子，分子中无对称因素，有旋光性，是手性分子。内消旋体酒石酸分子中虽然含有两个手性碳原子，却没有旋光性，因分子内有对称因素（对称面），故不是手性分子。由此可见，含有一个手性碳原子的分子必定有手性。但是含有两个或更多个手性碳原子的分子却不一定有手性。所以，我们决不能说凡是含有手性碳原子的分子就一定具有手性。诚然，手性碳原子是使分子具有手性的原因，但决定一个分子是否有手性的根本原因是视其有无对称因素。 含两个手性碳原子化合物的对映异构 →　　含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构　 含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构　 　 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构 　　乳酸含有一个手性碳原子，有一对对映体。一般地说，分子中含手性碳原子的数目越多，旋光异构体也越多。如分子中含有两个不相同的手性碳原子时，与它们相连的原子或基团，可有四种不同的空间排列形式，即存在四个旋光异构体。例如，三羟基丁醛（赤藓糖）是一种含有四个碳原子的糖类，分子中有两个不相同的手性碳原子。 　　　　　　　　　　　它有四个对映异构体，其费歇尔投影式如下： 　　　　　 　　由上可知，含有一个手性碳原子的化合物有两个旋光异构体，含有两个不相同手性碳原子的化合物有四个旋光异构体。依此类推，含有不相同手性碳原子的旋光异构体的数目应为2（n为不同手性碳原子的数目）。　　在三羟基丁醛的四个旋光异构体中，（Ⅰ）和（Ⅱ）、（Ⅲ）和（Ⅳ）均存在实物和镜像关系，各构成一对对映体，对映体等量混合则各组成一个外消旋体。（Ⅰ）和（Ⅲ）或（Ⅳ），（Ⅱ）和（Ⅲ）或（Ⅳ）都不是实物和镜像关系，称“非对映异构体”（diastereoisomers），简称“非对映体”，非对映体的旋光度不同，其他物理性质如熔点、沸点、溶解度也不一样。　　此外，在含有两个或多个手性碳原子的对映异构体中，如果只有一个手性碳原子的构型不同，其他手性碳原子的构型均相同，如上面的（Ⅰ）和（Ⅲ）属于C-2构型不同，（Ⅰ）和（Ⅳ）属于C-3构型不同，这种异构体就叫做“差向异构体”（epimers），那么（Ⅱ）和（Ⅲ）、（Ⅱ）和（Ⅳ）也互为差向异构体。　　赤藓糖是一个最简单的含两个相邻的不同手性碳原子化合物。习惯上常把RCabCaeR′型化合物的构型和它的异构体相比较，如果-a、-a两个相同的原子或原子团在费歇尔投影式中处在主碳链的同侧，类似赤藓糖（erythrose）构型的叫做“赤型”或“erythro-”；不在同侧而类似苏阿糖（threose）构型的叫做“苏型”或“threo-”。　　　　　　　　　　　 　　例如，从中药麻黄提得的生物碱麻黄碱和伪麻黄碱，它们的结构中都有两个相邻而不相同的手性碳原子。可用赤型和苏型来表示它们的构型。