如何判断旋光方向

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  芦晶aima 2017-06-10 00:00:00

  这个问题貌似无数人问过也回答了无数遍。重新复制黏贴。 手性化合物都具有旋光性。当偏振光作用于分子，使分子的电子产生受迫振动。这种受迫振动将产生周期变化的电场E′，它的频率和周相（相位）和入射偏振光是相同的，但方向不同。分子中电子所处的力场对于外来偏振光的振动方向并非左右对称，因而电子受迫振动所产生的E′和E 方向不一致，结果E 和E′产生的合成偏振光的电向量E〃，因而入射偏振光不同。 判断手性化合物的标准是： 用数学拓扑同胚定义1：P称为拓扑无手性的，如果存在一个保定向的同胚变换h：R3→R3，使得h(P)= r(P)；否则P称为拓扑有手性的。定义1a：P称为拓扑无手性的，如果存在一个反定向的同胚变换g：R3→R3，使得g(P)= P；否则P称为拓扑有手性的。 另一种方法是群论（Z标准方法）：判断分子中是否有σ，i，I4n的对称性，如果具有这三种对称性则不是手性分子，如果不具有对称性则是手性分子 ============================================================== 手性碳就是不对称碳原子，即碳原子通过共价链接4个不同基团而变得具有手性；这样碳原子也叫手性ZX、不对称ZX，用C*表示。具有不对称碳原子的分子往往具有手性，但这不是的，手性的标准是判断σ，i，I4n的对称性。比如(H3CCHCONH)2分子和内消旋酒石酸，虽然具有手性碳但分子内存在一个对称ZX或对称面，所以不是手性分子。同样没有手性碳的分子也有可能是手性分子，比如六螺烯（hexahelicene），构成了立体螺旋，丧失了对称元素。另外基团的空间位阻而使单键的自由旋转受到阻碍时，也可能产生光活性异构体。所以判断分子有无手性不能以有无手性碳作为标准。 螺旋型分子都是手性分子，旋光方向与螺旋方向一致；匝数越多旋光度越大；螺距小者旋光度大；分子旋光度是螺旋旋光度的代数和。由此，我们知道具有螺旋形的DNA分子必然是手性的，DNA有左手螺旋和右手螺旋之分；自然界DNA多为右手螺旋，也有少量左手螺旋（Z-DNA，热力学稳定性略差一些）。 一个分子所有手性碳原子是不同时，有一个手性碳就意味着有一对对映异构体，有两个手性碳就意味着有两对，即2*2个；那么有n个手性碳那么他的旋光异构体（或对映异构体）数目为2*n，对映异构体的对数为2*n－1。 =========================================================== 六螺烯（hexahelicene） 分子中没有1个手性碳，但确实是手性分子，旋光性高达3000多度。 而(H3CCHCONH)2 分子中 有对称ZX 虽有手性碳 但不是手性分子。

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