旋光性与构型
一、物质的旋光性 ... D、L 是一种相对构型,不表示旋光性,旋光性用(+),(-)表示,在氨基酸和糖类构型中的标记中,一般采用D/L法。
D 、L 标记法有局限性
物质分子中各原子或原子团在空间的实际排布叫做这种分子的绝对构型。现在已能用X 射线衍射等方法测定了许多化合物分子的绝对构型,但在1951年以前还没有解决这个问题。1906年,罗沙诺夫建议把(+)-及(-)-甘油醛作为其他旋光性异构体物质的构型的比较标准,并人为地规定,在费歇尔投影式中,手性碳上的OH 排在横线右边的为右旋甘油醛(Ⅰ),作为D 型,手性碳上的OH 排在横线左边的为左旋甘油醛(Ⅱ),作为L 型。D-及L-分别表示它们的构型。应注意,D 及L 仅表示其构型,与其旋光性(+)、(-)无关。当一个旋光性物质发生化学反应时,只要手性碳上的任何一个键都未断裂,则这个手性碳的构型就没有改变。这样,许多其他物质分子的构型都可以通过直接或间接的化学转变,与D 型或L 型甘油醛相联系,其条件是相当于甘油分子的手性碳上的每一个键,在转变过程中都不发生断裂。如果该物质与D 型甘油醛相联系时,其分子的构型即为D 型,如与L 型甘油醛相关联时,它的分子构型则属于L 型。用这种方法确定的构型是相对于标准物质——甘油醛而来的,所以叫做相对构型。
罗沙诺夫所作的上述规定为确定其他一些物质分子的构型带来方便,但这毕竟是人为规定的。直到1951年才有人证明D-(+)-甘油醛的真正构型与罗沙诺夫的规定是一致的。这样一来,无论是甘油醛还是与它们相关联的各旋光性物质的相对构型也都是绝对构型了。现在已有许多旋光性物质用不同的方法确定了绝对构型。关于D 型和L 型的概念目前在一些化合物如糖类及α氨基酸中仍然应用。
现在认为,构型与旋光性之间没有必然的联系。物质的旋光性仍须通过实验测定。
经常有人问维生素C 和左旋C 是不是同样的东西,维生素C 及其衍生物的作用前贴已经谈过,不再赘述。
维生素C 和左旋C 究竟有何区别,先说说一些基本概念。
组成分子的原子相同,但其空间结构排布可能不同。一个物体若与其镜像不能重合,立体化学上称为手性,就好象左右手彼此互为镜像但无法重叠。
凡是手性分子必有互为镜像的两种构型,其中的任何一种形态是另一种形态的镜像,互为镜像的两种构型的异构体叫做对映体,此异构称为对映异构。化学中的费歇尔投影式用"D" 和"L" 表示相对构型以区别分子中原子的排布方式。构型的标记法除了D-L 标记法,还有R-S 标记法。
光是由各种波长的在垂直于前进方向的各个平面内振动的光波所组成。普通光通过尼可尔棱镜后,其振动平面就只有一个和镜轴平行的平面。这种仅在某一平面上振动的光,叫平面偏振光,或简称偏振光。
能使偏振光发生偏转的性质,称为旋光性;具有这种性质的物质,称为旋光性物质,使偏振光振动方向旋转的角度称为旋光度,使偏振光振动平面向右旋转(顺时针方向) 的叫右旋,向左旋转(反时针方向) 的叫左旋。右旋用“d”或”+”,左旋”l”或“-“表示。
一般而言,对映体物理性质如:熔沸点、密度、折光率、在非手溶剂中的溶解度等均相同,但它们对偏振光的作用相反,一个使偏振光左旋,一个右旋,旋光度数值相等。等量的左、右旋体的混合物,旋光性消失,称为外消旋体。
"D" 和"L" 代表的是分子构型。“d”和”l”代表的是旋光性。
旋光性和分子的构型相关,但左旋右旋是其实是旋光性方面的概念。"D" 不一定是“d”。很多人把"D" 说成右旋,把"L" 说成左旋其实不正确。