手性有机化学

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手性有机化学常识
导致旋光异构现象的原因有两种:
①分子中含有一个或多个手性原子(见手性特征)。

含有一个手性碳原子时,有两个旋光异构体,它们具有互为实物和镜像的关系,故也称对映体。

对映异构体具有相等的旋光能力,但旋转方向相反,其物理和化学性质极为相似,如甘油醛(如对图片说明中“菲舍尔投影式”有疑问,见菲舍尔投影式):
甘油醛菲舍尔投影式
含有两个相同属性碳原子的分子,有3个旋光异构体,如酒石酸:
酒石酸菲舍尔投影式
其中a和b为对映异构体,c与d也好像是对映体。

但实际上c与d是同一种分
子,因为它们可以互相叠合。

只要把c以通过C(2)-C(3)键中点,与读者的显示器荧
屏(设荧屏竖直)垂直的线为轴旋转180°,就可以看出来它是可以与d叠合的。

也就是说,c和d是相同的。

c的旋光能力由于分子内的两个结构相同但构型(见分子构型)相反的手性原子的存在而互相抵消,称为内消旋体。

它与a或b在分子中既有构型相同的部分,又有构型相互对映的部分,这种关系称为非对映异构。

非对映异构体不仅旋光性不同,物理和化学性质也不尽相同。

环状化合物中含有手性原子时,也可出现以上旋光异构现象。

分子中当含有几个不同的手性原子时,其旋光异构体的数目为2^n,n为不同手性原子的个数。

旋光异构体可用D-、L-法标记其构型(见单糖),也可用R-、S-法标记其分子中每个原子的构型(见顺序规则)。

②某些分子虽然不含手性原子,但由于分子中的内旋转受阻碍,也可以引起旋光异构现象,例如丙二烯型或联苯型旋光化合物是通过分子中的一个轴来区别左右手征
性;又如旋光性提篮型化合物分子是就一个平面来区别手征性的等。

作为生命的基本结构单元,氨基酸也有手性之分。

也就是说,生命最基本的东
西也有左右之分。

手性拆分胺类化合物
外消旋体与另一手性化合物作用生成非对映异构体混合物,利用非对映异构体的物理性质差异较大的特点,可以通过结晶的方法分离,这样的手性化合物称为拆分剂。

对于胺类化合物,一般用手性酸拆分。

常见的手性酸拆分剂有:酒石酸,苹果酸,樟
脑酸,樟脑磺酸,双丙酮-L-古龙酸,扁桃酸,苯氧丙酸,氢化阿托酸及它们的衍生物等。

通常的拆分方法是把待拆胺类外消旋物和酸拆分剂按照一定比例(1:1,1:0.5等)分别在适当的溶剂中溶清后通过滴加或倾倒的方式混合在一起,在一定温度,搅拌或静止或其他状态下析晶,然后过滤出晶体,加水和碱溶液解离,提取得单一构型产物。

拆分剂可回收套用。

具体的析晶条件受拆分剂种类,加入的配比,溶剂等多方面的影响。

消旋体
由等量对映体构成的光学不活性的物体。

结晶时有右旋微结晶和左旋微结晶的单纯混合物的状态,以及在结晶的单位格子中对映体分子各以相同数目存在的情况。

外消旋体
一种具有旋光性的手性分子与其对映体的等摩尔混合物。

它由旋光方向相反、旋光能力相同的分子等量混合而成,其旋光性因这些分子间的作用而相互抵消,因而是不旋光的。

并且,虽然对映体的物理性质一般相同,但外消旋体的物理性质如熔点、溶解度等与对应的对映体性质常常是不相同的。

外消旋体常用D,L-标记,外消旋体的两种分子除旋光方向相反外,其他物理、化学性质相同,外消旋体是由一个具有潜手性中心的分子在生成一个手性中心时的必然产物。

根据药物的不同,有些药物是其多个对映体之一,而有些药物则为外消旋体。

事前必须就药物对映体的药理学效果作验证,以减少危险发生。

外消旋体还可细分为: 1、外消旋化合物:左旋体与右旋体分子之间有较大亲和力,两种分子在晶胞中配对,形成计量学上的化合物晶体。

它们熔点多数高于纯旋光体,溶解度则低于纯旋光体。

2、外消旋混合物:纯旋光体之间的亲和力更大,左旋体与右旋体分别形成晶体。

它们熔点通常低于纯旋光体,溶解度则高于纯旋光体。

3、外消旋固体溶液:纯旋光体之间,与对映体之间的亲和力比较接近,两种构型分子排列混乱。

熔点、溶解度和纯旋光体比较接近。

制备过程中的确可能会导致消旋,影响的因素很多,强酸、强碱、高温都有可能导致消旋!
网友建议:
这种事情很难说,消旋是常有的事,比如,越是靠近手性碳原子(或是手性碳原子的的邻位有如碳氧双键)等情况,反应将是容易发生消旋,如是无电子转移等条件的情况下要好一些;有些要消旋的化合物也是很难,需在绝对无水无氧的条件下用强碱或强酸下进行消旋。

我做的十几种手性化合物的合成或拆分中遇到的楼主所说情况确实有,但按照上述思路都可予以解决。

手性物质消旋很常见,最好是在低温反应下进行,要用手性体系进行反应
消旋受到溶液酸碱性及极性和温度都有影响,所以要先限定条件,在找对照
旋光酒石酸,旋光甲基苄氨都分别是很好的廉价拆碱、拆酸的拆分剂
酶也可以试过用氨基酰化酶拆分DL-N-乙酰氨基酸
不知道你说的是不是对映异构体,如果对映异构体一般只能用拆分方法,如果这个化合物是非对映异构体,柱分离也是可以做到的,而且在TLC板子上一般也能够爬出两个点来。

你那个物质能结晶吗?用结晶的方法也可以拆分!化学拆分,便宜的有LD酒石酸,扁桃酸,猪肝酯酶!贵的可以用手性的柱子,方便快捷!!。

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