立體化學與手性
內消旋化合物
/ MEH-zoh or MEE-zoh /
這裡有一個有趣的悖論。一個分子可以帶著兩個真正的立體中心——兩個各連四個不同基團的碳——卻整體非手性,完全沒有旋光性。這看起來像作弊,但確有其事,這些分子有個名字:內消旋化合物(meso 化合物)。
內消旋化合物是含有手性中心、卻因擁有內部對稱面而整體非手性的分子。設想同一分子內兩個互為鏡像的立體中心:上半部分把光朝一個方向扭,下半部分以完全相同的大小朝相反方向扭,兩者在分子內部相互抵消。這個分子能與自己的鏡像重疊——這正是非手性的定義——所以儘管有立體中心,它的淨旋光為零。經典配方是兩個構型相反的相同立體中心,例如它們之間有一個對稱面的 (R,S) 排佈。
內消旋化合物之所以重要,是因為它把立體異構體的數目削減到樸素的 2^n 預測之下,也因為它完美地說明手性是整個分子的性質,而非立體中心的簡單計數。它們還在合成與分離中帶來有用的微妙之處:meso 型是手性 (R,R) 和 (S,S) 對的非對映異構體,因此具有不同的物理性質,可以用普通方法把它從中分離出來。
酒石酸 HOOC-CHOH-CHOH-COOH 有兩個立體中心。(2R,3S) 型是 meso:一個對稱面位於兩個中心碳之間,所以它非手性、無旋光性,儘管它的立體中心是真實的。而 (R,R) 和 (S,S) 型缺少那個內部鏡面,是一對手性的對映體。
兩個立體中心、一個內部對稱面,手性自我抵消。
內消旋化合物是單一的非手性物質,而非混合物。這使它區別於外消旋混合物——後者同樣無旋光性,但卻是兩種不同的手性分子(一對對映體)以 50:50 混合。內消旋的抵消發生在分子內部;外消旋的抵消則發生在不同分子之間。
又稱
另見