非对映异构体(diastereoisomers)是指
分子具有两个或多个
手性中心,并且分子间为非镜像的关系的
立体异构体。
两个结构相同的分子,由于具有构型不同的
不对称原子,彼此不呈实物与镜像的关系。在
酒石酸的三个
旋光异构体(见旋光异构)中,a与c、b与c都是非对映异构体:
非对映异构体是由已含有一个手性中心的分子产生第二个手性中心时的必然产物。与对映体的生成不同,由于第一个手性中心的影响,所得到的两个非对映异构体的数量并不相同。这就是不对称合成的基础。
简单的说也就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的
立体结构在照镜子,这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。
2、对映体是指具有相同分子式的化合物中,由于原子在
空间配置不同而引起的
同分异构现象。
3、互为
旋光异构体的两种化合物,由于其中一个
不对称碳原子的取代基在空间上取向不同而互成物体与镜像的关系,并且两者在空间上不能重叠,它们被称为对映体。
对映体具有相同的物理性质(如熔点,沸点,溶解度,折射率,酸性,密度等),热力学性质(如
自由能,
焓、熵等)和化学性质。除非在手性环境(如手性试剂,
手性溶剂)中才表现出差异。
在有
双键或小环结构(如
环丙烷)的分子中,由于分子中双键或环的
原子间的键的自由旋转受阻碍,存在不同的空间排列方式而产生的
立体异构现象,又称
顺反异构。
能发生立体
异构现象的化合物称作
立体异构体,包括
几何异构体、
旋光异构体和
构象异构体。几何异构体和旋光异构体能分离开来,构象异构体可以通过单键旋转而互变,通常无法分离,但当围绕单键旋转障碍很大时,这类异构体也是可以分离的。
赤藓糖是含有2个不同手性碳原子的四碳醛糖,它有一对对映体,即D-和L-赤藓糖,其
费歇尔投影式的2个-OH位于碳链同侧。其他含有2个手性碳原子的化合物,若分别连有2个相同的基团、第三个基团不同时,其费歇尔投影式的2个相同的基团位于碳链同侧的;即称该分子为赤式异构体,而此种构型称赤式构型(erythro configuration)。
苏阿糖是含有2个不同手性碳原子的四碳醛糖,它有一对对映体,即D-和L-苏阿糖,其费歇尔投影式的2个-OH位于碳链异侧。其他含有2个手性碳原子的化合物,若分别连有2个相同的基团、第三个基团不同时,其费歇尔投影式的2个相同的基团位于碳链异侧的;即称该分子为苏式异构体,而此种构型称苏式构型(erythro configuration)。
1808年马鲁斯发现了
偏振光。其后,法国物理学家比奥特法国结晶学家邬于及化学家等人都先后发现了许多无机物晶体及某些有机物质具有使
平面偏振光的振动平面发生旋转的性能。但他们却未能探索出这种
旋光差别的原因。
1848年Louis Pasteur(1822-1895),他当时是Biot的助手,
巴黎师范大学的青年教师刚从Besanson皇家学院毕业(获科学博士学位)。为了使他具备
晶体学研究方面的某些经验,其导师要他对Prouostage的一项有关酒石酸和
外消旋酒石酸的晶体形式的工作镜像重新调查研究。巴斯在他的工作中,他肯定了Prouostage的观察,并注意到外消酒石酸钠铵的晶体是由二种具有不同的平面性质的晶体所组成,它们的晶型关系就好像人左右手关系一样,这二种等重的晶体混合一起时,其混合液却没有显示
旋光性。
由于这种
旋光度的差异是在溶液中观察到的,Pasteur推断这不是晶体的特性而是分子的特性。他提出,构成晶体的分子是互为镜像的,正像这二种晶体本身一样。他提出,存在着这样的
异构体,即其结构的不同仅仅是在于互为镜像,性质的不同也仅仅是在于旋转
偏振光的方向不同。这样Prouostage第一个发现了外消旋酒石酸的非
旋光活性的 原因是由于它是一个“左征”和“右征”酒石酸的混合物,他发现了外消酒石酸晶体中的对映异构现象。
到1874年,范荷夫提出了
碳原子的
四面体学说,他提出,如果一个碳原子上连有四个不同
基团,这四个基团在碳原子周围可有二种不同的排列形式,有二种不同的四面体空间构型。它们互为镜像,就跟人的左右手间的关系一样,外形相似但不能重合。