立体中心

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立体中心是在化合物中的一类特殊的原子,交换连在该原子上的两个基团的位置会得到原化合物的立体异构体。[1]按照国际纯粹与应用化学联合会的定义,手性中心是“不对称碳原子”概念的拓展,它指的是连有四个不同的基团的原子,交换连在该原子上的两个基团的位置会得到原化合物的立体异构体。[2] 不过实际上,在有机化学中,手性中心除用于指原子外,也常用来指代符合条件的原子与原子。

立体中心一词是Mislow和Siegel于1984年最早使用的。[3]

立体异构体的数目[编辑]

一个分子可以同时具有多个立体中心,因而具有多个立体异构体。若一个化合物的立体异构体全部由于手性中心产生,且所有的手性中心都以四面体的立体结构成键,则该化合物的立体异构体的理论数目不会超过2n,其中n是手性中心的总数。若分子有一定的对称性,则分子的立体异构体数目一定小于这个值。

两个手性中心连接的基团相同且位置上具有对称性时,会得到非手性的内消旋化合物 。由于位阻的原因,部分构型可能不能存在。环状化合物即使具有手性中心,由于二重轴的存在,也可能不显示手性。手性化合物也不一定具有手性中心,例如平面手性英语Planar chirality轴手性的情形。

手性碳[编辑]

手性碳不对称碳指的是具有不对称型的原子,通常用C*表示。

一个碳原子要成为手性碳需满足两个条件:该碳原子必须是sp3-杂化,且连有四个不同的基团。

碳原子的其它成键方式都会在分子中形成对称从而不具有手性。如, sp 或 sp2杂化的碳原子会使分子该部分呈平面型,因而具有对称面。碳原子上连有两个相同基团时,两基团与碳原子所成夹角的角平分面会成为对称面。

其它手性中心[编辑]

碳原子在有机化学中的普遍性使得其成为最重要的手性中心,不过手性中心并不限于碳原子,三价氮原子和磷原子的成键也具有四面体的特点。当瓦尔登翻转引起的构型转换受限时,或在形成季铵盐鏻盐时,手性就有可能出现。

在配合物中,具有四面体构型与八面体构型英语octahedral molecular geometry的中心金属原子也可能成为手性中心。 对于八面体构型来说,有多种可能的情况。例如,有三个双齿配体时,就有一对对映异构体,用标记 Λ 和 Δ 表示。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Solomons & Fryhle. (2004). Organic Chemistry, 第八版
  2. ^ IUPAC中手性中心的定义
  3. ^ Stereoisomerism and local chirality Kurt Mislow and Jay Siegel J. Am. Chem. Soc.; 1984; 106(11) pp 3319 - 3328; doi:10.1021/ja00323a043