手性分子是指與其鏡像不相同不能互相重合的具有一定構(gòu)型或構(gòu)象的分子。 手性等于左右手的關(guān)系,彼此不能互相重合。所有的手性分子都具有光學(xué)活性,同時(shí)所有具有光學(xué)活性的化合物的分子,都是手性分子。 手性分子包括不具有任何對(duì)稱因素的不對(duì)稱分子和具有簡(jiǎn)單對(duì)稱軸而不具有其他對(duì)稱因素的非對(duì)稱分子。
1.分子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映分子的結(jié)構(gòu)
旋光性是分子的一種性質(zhì),反映了分子結(jié)構(gòu),知道了分子結(jié)構(gòu)可以推導(dǎo)出摩爾旋光度和旋光方向,知道了摩爾旋光度和旋光方向可推導(dǎo)出分子結(jié)構(gòu)。
2.原子和基團(tuán)的旋光貢獻(xiàn)(可極化性)
直接與手性碳相連的原子可極化性越大,對(duì)偏振光的影響越大對(duì)旋光貢獻(xiàn)越大(可極化經(jīng)驗(yàn)規(guī)律)
-I> -Br > -SH >-Cl> -C≡C- > -CN>-C=C- > -C6H5>-CHO >COOH > -CH2C6H5> -CH3> -CH2ОH ≈ -CH2NH2 >-CH2CH3> CH2CH2OH > -CH2CH2CH3 >...> -CH2COOH >-NH2 > -OH > -H > D > CF3> F > NH3+
這個(gè)順序,實(shí)際上和直接與手性碳原子相連的原子的可極化性,范德華半徑,共價(jià)半徑,鍵長(zhǎng)的數(shù)據(jù)基本一致的。
(原子的范德華半徑是指:當(dāng)分子中兩個(gè)相鄰但不成鍵的原子靠近至一定距離時(shí),可設(shè)想原子本身的推斥力范圍為一剛性球體,這一球體的半徑稱為范德華半徑。)
3.結(jié)構(gòu)與旋光方向的判斷 (1)用可極化順序表確定旋光方向方法: 將與手性碳相連的4個(gè)基團(tuán)按可極化度順序排成:a>b>d>e,e遠(yuǎn)離觀者:按a、b、d順序畫圓,若順時(shí)針轉(zhuǎn)為右旋光;若逆時(shí)針轉(zhuǎn)為左旋光。 由此確定旋光體的絕對(duì)構(gòu)型,分別為: 判斷化合物的構(gòu)型,并將其與化合物旋光方向聯(lián)系起來(lái)的意義: 主要是為了,在合成手性化合物時(shí),測(cè)得旋光性就可以知道分子的構(gòu)型。