外消旋体是一种具有旋光性(见
旋光异构)的手性分子(见
手征性)与其
对映体的等摩尔混合物。和
内消旋体不同,它由
旋光方向相反、旋光能力相同的分子等量混合而成,其
旋光性因这些分子间的作用而相互抵消,因而是不旋光的。并且,虽然对映体的
物理性质一般相同,但外消旋体的
物理性质如
熔点、
溶解度等与对应的对映体性质常常是不相同的。外消旋体常用D,L-标记,组成外消旋体的两种
分子除旋光方向相反外,其他物理、
化学性质相同,外消旋体是由一个具有潜
手性中心的分子在生成一个手性中心时的必然产物。
根据药物的不同,有些药物是其多个
对映体之一,而有些药物则为外消旋体。事前必须就药物对映体的药理学效果作验证,以减少危险发生。
2、
外消旋混合物:纯旋光体之间的亲和力更大,左旋体与右旋体分别形成晶体。它们熔点通常低于纯旋光体,溶解度则高于纯旋光体。
3、
外消旋固体溶液:纯旋光体之间,与对映体之间的亲和力比较接近,两种构型分子排列混乱。熔点、溶解度和纯旋光体比较接近。
① 手工或机械法:如果对映体为呈明显的物体与镜像关系的半面体结晶时,可用手工方法将这两种晶体分开,例如
外消旋酒石酸钠铵。
② 播种法,在外消旋体的
过饱和溶液中,播入其中一个纯的
对映体晶种,会导致这一对映体结晶析出,而在
母液中留下另一对映体。在工业生产上,这一方法具有工艺简便、成本低廉的特点。
③ 生物法:某些微生物能有选择地将一对对映体中的一个加以破坏或消化掉,从而剩下另一
异构体。这也是工业生产中常用的方法,产物的
旋光纯度很高。
④ 选择吸附法:利用某些光学活性物质作吸附剂,有选择地吸附外消旋体中的一个对映体,达到拆分的目的,例如各种
色谱法,其中包括
离子色谱法,特别是配位
离子交换法等。
⑤ 某些物理方法:例如,用一定波长的
圆偏振光照射某些外消旋体时,能将其中一个对映体破坏而得到另一
对映异构体。
⑥ 消旋归还拆分法:一些
外消旋化合物在某些手性试剂的作用下,能使
对映体之间经中间平衡而发生转化,将不需要的一个异构体转变为需要的对映体。
⑦ 化学法:这是最重要、最常用的拆分法。它是将一对对映体转变为
非对映异构体,即在一对对映体分子中引入同一的
手征性基团,从而生成一对非对映异构体,再根据一对非对映异构体在
物理性质上存在的差异而将二者拆分,分开后再把所引入的手征性因素除去,即可得到纯的左旋或
右旋体。
分子内含有不对称性的原子,但因具有
对称因素而形成的不
旋光性化合物。例如内消旋
酒石酸分子内虽然含有两个
不对称碳原子C*,但由于它们具有对称因素,一半分子的右旋作用被另一半分子的左旋作用在内部所抵消,因此是一个不旋光性化合物。
新解释:螺旋结构是引起旋光性的根本原因。左螺旋一定呈现左旋性;右螺旋一定呈现右旋性。如果分子内存在多个螺旋,则分子的旋光性取决于所有螺旋旋光度的代数和。当代数和为正时,是右旋的;代数和为负时是左旋的;代数和为零时则无旋光性。所有内消旋体都属 于代数和为零的一类化合物。这里所指的螺旋方向和物理学中的规定,以及习惯上的规定是一致的。