尤拉,L.

[拼音]:xuanguangyigou

[英文]:optical isomerism

又稱光學異構,為兩個或多個分子由於構型上的差異而表現出不同旋光效能的現象。這些分子互為旋光異構體。L.巴斯德對旋光異構進行了開創性的研究,為立體化學奠定了基礎。

導致旋光異構現象的原因有兩種:

(1)分子中含一個或多個手性原子(見手徵性)。含有一個手性碳原子時,有兩個旋光異構體,它們具有互為實物和映象的關係,故也稱對映異構。對映異構體具有相等的旋光能力,但旋光方向相反,其物理和化學性質極為相似,如甘油醛:

含有兩個相同手性碳原子的分子,有三個旋光異構體,如酒石酸:

其中a和b為對映異構體;c的旋光能力由於分子內的兩個結構相同但構型(見分子的構型)相反的手性原子的存在而互相抵消,稱為內消旋體,它與a或b在分子中既有構型相同的部分,又有構型相互對映的部分,這種關係稱為非對映異構。非對映異構體不僅旋光性不同,物理和化學性質也不盡相同。環狀化合物中含有手性原子時,也可出現上述旋光異構現象。分子中當含有幾個不同的手性原子時,其旋光異構體的數目為2n,n為不同手性原子的個數。

旋光異構體可用D-、L-法標記其構型,也可用R-、S-法標記其分子中每個原子的構型(見順序規則)。

(2)某些分子雖然不含手性原子,但由於分子中的內旋轉受阻礙,也可以引起旋光異構現象,例如取代的聯苯類化合物、聚集多烯類化合物、柄型化合物和螺環化合物等:

這些分子中除有些可能含有c2軸之外,其他不含有任何對稱因素。

除碳原子外,其他原子如氮、硫、矽、磷、砷、硼、鈹等處於適當分子結構中時,也可造成對映異構。某些金屬原子處於適當結構的配位化合物中時,也能出現對映異構,例如:

旋光異構現象與人類有密切的關係,多數天然產物都具有旋光性,許多與生命有關的大分子與旋光異構有密切的關係。許多細菌也只對藥物中的某一個對映體有效應。目前,有機化學家們正在尋求高效率拆分對映體的方法和通過不對稱合成高產率地獲得某一指定旋光異構體的方法。