外消旋化（racemization）

从单一纯净的“左手”分子出发,做一个 SN1 反应。产物出来时是左手型和右手型各一半的混合物——“手性”被打乱了。这种从单一确定手性变成两种镜像形式 50:50 混合的现象,就是外消旋化。所得的等量混合物叫外消旋混合物,与任一纯对映体不同,它不会旋转平面偏振光。

为什么 SN1 里会发生?因为机理要经过一个扁平的三角形碳正离子。这个平面阳离子已经完全“忘记”了离去基团原本在哪一侧——它的三个基团躺在一个平面上,上下各有一个空瓣。于是进来的亲核试剂可以从上面或下面以大致相等的概率成键。从一面成键复原原来的手性,从另一面成键则给出镜像。两面机会均等,就得到(近似)50:50 的外消旋产物。

外消旋化是区分 SN1 与 SN2 的立体化学标志。SN2 是干净翻转(一种产物,手性相反);SN1 是外消旋化(两种产物,数量相等)。实际上 SN1 的外消旋往往并非完美的 50:50——离去基团可能在刚离开的那一面短暂逗留(离子对),略微挡住那面,从而带来一点额外的翻转——但 SN1 的特征就是旋光纯度大幅丧失。这在药物合成中关系重大,因为两种对映体可能有截然不同的生物效应,一次意外的外消旋化就可能毁掉产物。