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手性化合物表示方法

M1-3　手性化合物的表示方法

在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子就叫做手性碳原子或不对称碳原子，含有手性碳原子的分子一般是手性分子，手性分子就可能存在对映异构体。一对对映体就像我们的一对双手，当我们伸出双手，双手手心向上时，可以看出左右手是对称的，但是将双只手叠合，无论如何也不能全部重叠，总有一部分是不能重合在一起的；如果我们将左手置于一面平面镜前，手心对着镜子，可以看到镜子里的左手的像和右手手心对着自己一样，即左手的像和右手可以完全重叠。像这样左手和右手看来如同物与像，但又不能叠合在一起，互相成为“镜像”关系就称为一对对映体，因而双手就称之为一对对映体。

手性对映体的表示方法有多种：一般有d-l、左旋-右旋、D-L、R-S、（+）-（-）。

光是由各种波长的在垂直于前进方向的各个平面内振动的光波所组成。普通光通过尼可尔棱镜后，其振动平面就只有一个和镜轴平行的平面。这种仅在某一平面上振动的光，叫平面偏振光，或简称偏振光。能使偏振光发生偏转的性质，称为旋光性。具有这种性质的物质，称为旋光性物质。使偏振光振动方向旋转的角度称为旋光度；使偏振光振动平面向右旋转（顺时针方向）的叫右旋，向左旋转（反时针方向）的叫左旋。右旋用“d”或“+”，左旋“l”或“-”表示。因而某个手性化合物是右旋化合物，那么它的旋光性是（+），可用d表示；相反的，如果是左旋，那么它的旋光性是（-），可用l表示。而确定化合物是左旋还是右旋只能通过旋光测定仪测定。

D-L命名系统是Emil Fisher提出的表示对映体的方法，其符号也是最早的立体化学符号。它基于Fisher投影式，并以α-羟基酸和α-氨基酸为参照物质。标准的Fisher投影式的写法必须遵循以下原则：

①以最高氧化态的碳置于“首位”将碳链竖起来（因此COOH>CHO>CH2OH>CC>CH3）。

②手性碳C放在中间。（横线与直线的交叉点便代表手性碳C。与手性碳原子相连的两个横键伸向前方，两个竖键伸向后方。见下图。）

③看看距离“首位”最远的手性碳C上，此C上连接的具有立体结构的官能基（—OH或—NH2）。若在右边便是D-（大写），反之在左边便是L-（大写）。

R-S命名系统是20世纪50年代R.S.Cahn等三位杰出的化学家提出的一种确定连接在手性中心的四个基团先后顺序的方法（简称CIP次序规则），从而为手性分子构型的确定找到了一种比较系统的R-S命名方法。为了使这一命名方法更加高效和简便化，不少学者此后提出了应用CIP次序规则确定R-S构型的一些简便方法，其中有人发表了如何利用右手确定有机化合物构型的“右手螺旋定则”。此法具体内容是：手性碳连接的四个取代基按大小次序排列，右手（除大拇指外）四指以卷曲形式朝取代基次序减小（除最小基团）的方向，此时大拇指指向最小基团则此化合物为R构型，如果大拇指指向与最小基团方向相反，则为S构型。如图所示（其中基团a>b>c>d）。