立體化學與手性

費歇爾投影

/ FISH-er /

把一個三維分子畫在平面紙上很彆扭,對於帶著一串好幾個立體中心的糖尤其如此。埃米爾·費歇爾(Emil Fischer)發明了一種整潔的速記法,把分子壓平成由橫線和豎線組成的簡單十字,讓你一眼讀出每個中心的構型。這就是費歇爾投影。

在費歇爾投影中,每個立體中心畫成一個十字。關鍵約定在於取向:橫線朝向你(楔出紙面),豎線背離你(在紙面後方)。碳鏈豎直排列,按慣例把氧化程度最高的碳(如醛基或羧基)放在頂端。所以單個十字就是一個四面體從固定角度觀看、壓平後畫出來的樣子。要比較兩個費歇爾投影,記住嚴格的操作規則:在平面內把整個投影旋轉 180 度仍是同一分子,但旋轉 90 度,或單次交換兩個基團,都會得到對映體。

費歇爾投影是糖類和胺基酸化學的傳統語言,也是用最底端立體中心的構型來分類糖(D-葡萄糖、L-丙胺酸)的 D/L 系統的基礎。它們極為緊湊,但正是那條死板的「橫向朝前、縱向朝後」規則使它們暗藏危險:粗心處理,你就會不知不覺地把一個分子變成它的鏡像。

在 D-甘油醛的費歇爾投影中,CHO 在頂端、CH2OH 在底端(豎直碳鏈朝後),H 在左、OH 在右(橫向鍵朝向你)。最底端立體中心的 OH 位於右側,正是把它定義為 D 型糖的依據。

橫向鍵朝向你、縱向鍵朝後——一個被壓平的四面體。

絕不要把費歇爾投影從紙面拿起來翻面,也絕不要把它旋轉 90 度——這兩種操作都會暗中把分子變成它的對映體。只有在平面內旋轉 180 度,或偶數次交換基團,才能保持原構型不變。

又稱
Fischer diagram费舍尔投影式费歇尔投影式