非对映异构
| 同样是差向异构体的非对映异构体 | |
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| D-苏糖 | D-赤藓糖 |
非对映异构（英文：Diastereomerism）是指属于立体异构但不属于对映异构的所有同分异构现象，[1]所涉及的异构体称为非对映异构体，简称非对映体。它们包括顺反异构体、构象异构体、内消旋化合物和具有非对映关系的光学异构体。狭义地讲，非对映异构体仅包含具有一个或多个手性中心但不互为镜像关系的化合物。[2]
通常情况下，这些化合物不仅旋光性质不相同，而且很多物理性质和化学性质也不相同。这也是不对称合成中拆分对映异构体时所使用的原理。生成的非对映异构体可通过色谱或重结晶分离。
顺式（syn） / 反式（anti）
[编辑]当两个中心之间的单键可以自由旋转时，顺式（cis）/反式（trans）描述符变得无效。用于区分开链分子中 sp3 杂化键上的非对映异构体的两个广泛接受的前缀是顺式（syn） 和反式（anti）。即使基团没有连接到相邻碳原子，该描述符也能起作用。无论序列优先级如何，它也能正常工作。 Syn 描述了同一面上的组，而 anti 描述了相反面上的组。该概念仅适用于锯齿形投影。描述符仅描述相对立体化学而不是绝对立体化学。所有异构体都相同。
赤式（erythro）/ 苏式（threo）
[编辑]仍然常用于区分非对映异构体的两个较旧的前缀是赤式和苏式。当以费歇尔投影式绘制糖的分子结构时，赤式异构体在同一侧有两个相同的取代基，而在苏式异构体，相同的取代基则分别在两侧。[3] 当画成之字形链时，赤型异构体在平面的不同侧具有两个相同的取代基（反）。这些名称源自非对映体四碳醛糖赤藓糖（一种糖浆）和苏糖（熔点 126 °C）。由于赤式 / 苏式异构体的定义会导致相互矛盾的解释，所以不建议在糖类领域之外使用这些前缀。[4]
另一种苏式化合物是必需氨基酸之一的苏氨酸（正式IUPAC名为 (2S,3R)-2-氨基-3-羟基丁酸），其赤型非对映异构体称为别苏氨酸。
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| 苏式：L-苏氨酸 (2S,3R) 及 D-苏氨酸 (2R,3S) |
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| 赤式：L-别苏氨酸 (2S,3S) and D-别苏氨酸 (2R,3R) |
多个立体中心
[编辑]如果一个分子包含两个不对称中心，则最多有四种可能的构型，并且它们不可能都是彼此不可叠加的镜像。随着更多的立体中心被添加到分子中，不同异构体的可能性继续增加。通常，分子的立体异构体数量可以通过计算 2n 来确定，其中 n = 分子中手性中心的数量。这不适用于分子具有内消旋形式的情况。内消旋化合物是包含立体中心的分子，但具有内部对称平面，使其可以叠加在其镜像上。这些等效构型不能被视为非对映异构体。[5]
对于 n = 3，有八种立体异构体，并可分为四对对映异构体：R,R,R和S,S,S； R,R,S 和 S,S,R； R,S,S 和 S,R,R；及 R,S,R 和 S,R,S。除了自身的对映异构体之外，由于这些构型中的每一个相对于所有其他构型都是非对映异构体（例如，R,R,R；R,S,R 和 R,S,S 均是 R,R,S 的非对映异构体），所以非对映异构体对的数目会比对映异构体对多。对于 n = 4，有十六种立体异构体，或八对对映体。戊醛糖的四对对映体和己醛糖的八对对映体（五碳糖和六碳糖的子集）就是以这种方式不同的化合物组的例子。
范例
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D-(−)-酒石酸 |
内消旋酒石酸 | |
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(1:1) |
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参见
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ IUPAC金色书对“非对映异构”的定义[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）（英文），于2008年9月18日查阅。
- ^ Garrett, Grisham "Biochemistry" 2nd ed., 1999, p. 213
- ^ Modern physical organic chemistry Eric V. Anslyn,Dennis A. Dougherty 2006
- ^ 国际纯化学和应用化学联合会，化学术语概略，第二版。（金皮书）(1997)。在线校正版: (2006–) "erythro, threo"。doi:10.1351/goldbook.E02212
- ^ Merad, Jérémy; Candy, Mathieu; Pons, Jean-Marc; Bressy, Cyril. Catalytic Enantioselective Desymmetrization of Meso Compounds in Total Synthesis of Natural Products: Towards an Economy of Chiral Reagents. Synthesis. May 2017, 49 (9): 1938–1954 [2023-03-13]. ISSN 0039-7881. doi:10.1055/s-0036-1589493. （原始内容存档于2018-06-04） （英语）.
- Hans Beyer, Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. 19. völlig neu bearbeitete Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1981, ISBN 3-7776-0356-2.