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型或構象的分子。 手性等于左右手的關系,彼此不能互相重合。所有的手性分子都具有光學活性,同時所有具有光學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稱因素的不對稱分子和具有簡單對稱軸而不具有其他對稱因素的非對稱分子。
1.分子結構決定性質,性質反映分子的結構
旋光性是分子的一種性質,反映了分子結構,知道了分子結構可以推導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出分子結構。
2.原子和基團的旋光貢獻(可極化性)
直接與手性碳相連的原子可極化性越大,對偏振光的影響越大對旋光貢獻越大(可極化經驗規律)
-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+
這個順序,實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,共價半徑,鍵長的數據基本一致的。
(原子的范德華半徑是指:當分子中兩個相鄰但不成鍵的原子靠近至一定距離時,可設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.結構與旋光方向的判斷 (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個基團按可極化度順序排成:a>b>d>e,e遠離觀者:按a、b、d順序畫圓,若順時針轉為右旋光;若逆時針轉為左旋光。 由此確定旋光體的絕對構型,分別為: 判斷化合物的構型,并將其與化合物旋光方向聯系起來的意義: 主要是為了,在合成手性化合物時,測得旋光性就可以知道分子的構型。