立體中心
立體中心是分子的立體異構焦點，該焦點可以是原子（中心）、軸或平面；也就是說，當至少三個不同的基團與立體中心結合時，交換任意兩個不同的基團會產生一個新的立體異構體。[1][2]
立體中心在幾何上被定義為分子中的一個點（位置）；立體中心通常但不總是一個特定的原子（通常是碳）。[2][3]立體中心可以存在於手性或非手性分子上；立體中心可以包含單鍵或雙鍵。[1] 立體異構體的預設數量為 2n ，其中 n 是四面體立體中心的數量；然而，內消旋化合物等例外情況會使立體異構體的實際數量降低到 2n 以下。[4]
立體中心一詞是Mislow和Siegel於1984年最早使用的。[5]
手性中心則是一種具有四個不同取代基的立體中心；手性中心是立體中心的一個特定子集，因為它們只能有 sp3 雜化，這意味着它們只能有單鍵。[6]
手性中心
[編輯]手性中心是立體中心的一種。手性中心定義為在其鏡像上不可疊加的空間排列中包含一組四個不同配體（原子或原子團）的原子。手性中心必須是 sp3 雜化的，這意味着手性中心只能有單鍵。[6]在有機化學中，手性中心通常指碳、磷或硫原子，但其他原子也可能是手性中心，特別是在有機金屬和無機化學領域。
按照國際純粹與應用化學聯合會的定義，手性中心是「不對稱碳原子」概念的拓展。不對稱碳原子指的是連有四個不同的基團的碳原子，交換連在該原子上的兩個基團的位置會得到原化合物的立體異構體。手性中心的概念則將該概念由碳擴展至任何原子，具有四個不同連接基團的任何原子，若其中任何兩個連接基團的交換能產生對映異構體，則該原子為分子的手性中心。[7]
立體異構體的數目
[編輯]一個分子可以同時具有多個立體中心，因而具有多個立體異構體。若一個化合物的立體異構體全部由於立體中心產生，且所有的立體中心都以四面體的立體結構成鍵，則該化合物的立體異構體的理論數目不會超過2n，其中n是手性中心的總數。若分子有一定的對稱性，則分子的立體異構體數目一定小於這個值。
兩個手性中心連接的基團相同且位置上具有對稱性時，會得到非手性的內消旋化合物 。由於位阻的原因，部分構型可能不能存在。環狀化合物即使具有手性中心，由於二重軸的存在，也可能不顯示手性。手性化合物也不一定具有手性中心，例如在平面手性和軸手性的情形。
手性碳
[編輯]「手性碳」或「不對稱碳」指的是具有不對稱型的碳原子，通常用C*表示。
一個碳原子要成為手性碳需滿足兩個條件：該碳原子必須是sp3-雜化，且連有四個不同的基團。
碳原子的其它成鍵方式都會在分子中形成對稱從而不具有手性。如， sp 或 sp2雜化的碳原子會使分子該部分呈平面型，因而具有對稱面。碳原子上連有兩個相同基團時，兩基團與碳原子所成夾角的角平分面會成為對稱面。
其它手性中心
[編輯]碳原子在有機化學中的普遍性使得其成為最重要的手性中心，不過手性中心並不限於碳原子，三價氮原子和磷原子的成鍵也具有四面體的特點。當瓦爾登翻轉引起的構型轉換受限時，或在形成季銨鹽和鏻鹽時，手性就有可能出現。
在配合物中，具有四面體構型與八面體構型的中心金屬原子也可能成為手性中心。 對於八面體構型來說，有多種可能的情況。若手性中心只與兩種配體配合，而各種配體的數量均是三個，同一種配體沿中線（meridian）排列時，就會給出mer-異構體；同一種配體形成一個面（face）時，就會給出fac-異構體。此外，有三個雙齒配體時，就有一對對映異構體，用標記 Λ 和 Δ 表示。
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 5.4: Stereogenic Centers. libretexts.org. April 24, 2015 [2023-03-12]. （原始內容存檔於2022-01-18）.
- ^ 2.0 2.1 Mislow, Kurt; Siegel, Jay. Stereoisomerism and local chirality. Journal of the American Chemical Society. 1984, 106 (11): 3319. doi:10.1021/ja00323a043.
- ^ Solomons, T. W. Graham; Fryhle, Craig. Organic Chemistry 8th. John Wiley & Sons. 2004.
- ^ Soderberg, Timothy. Organic Chemistry with a Biological Emphasis Volume I. Chemistry Publications. 2019-07-01: 170,177 [2023-03-12]. （原始內容存檔於2023-07-06）.
- ^ Stereoisomerism and local chirality Kurt Mislow and Jay Siegel J. Am. Chem. Soc.; 1984; 106(11) pp 3319 - 3328; doi:10.1021/ja00323a043
- ^ 6.0 6.1 5.3: Chirality and R/S Naming System. Chemistry LibreTexts. 2021-12-15 [2022-11-12]. （原始內容存檔於2022-10-29） （英語）.
- ^ chiral (chirality) center. IUPAC.org. [2013-07-07]. doi:10.1351/goldbook.C01060
. （原始內容存檔於2012-10-31）.
