手性分子是指与其镜像不相同不能互相重合的具有一定构型或构象的分子。 手性等于左右手的关系,彼此不能互相重合。所有的手性分子都具有光学活性,同时所有具有光学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对称因素的不对称分子和具有简单对称轴而不具有其他对称因素的非对称分子。
1.分子结构决定性质,性质反映分子的结构
旋光性是分子的一种性质,反映了分子结构,知道了分子结构可以推导出摩尔旋光度和旋光方向,知道了摩尔旋光度和旋光方向可推导出分子结构。
2.原子和基团的旋光贡献(可极化性)
直接与手性碳相连的原子可极化性越大,对偏振光的影响越大对旋光贡献越大(可极化经验规律)
-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+
这个顺序,实际上和直接与手性碳原子相连的原子的可极化性,范德华半径,共价半径,键长的数据基本一致的。
(原子的范德华半径是指:当分子中两个相邻但不成键的原子靠近至一定距离时,可设想原子本身的推斥力范围为一刚性球体,这一球体的半径称为范德华半径。)
3.结构与旋光方向的判断 (1)用可极化顺序表确定旋光方向方法: 将与手性碳相连的4个基团按可极化度顺序排成:a>b>d>e,e远离观者:按a、b、d顺序画圆,若顺时针转为右旋光;若逆时针转为左旋光。 由此确定旋光体的绝对构型,分别为: 判断化合物的构型,并将其与化合物旋光方向联系起来的意义: 主要是为了,在合成手性化合物时,测得旋光性就可以知道分子的构型。