左旋与右旋是指偏振光在经过有机化合物溶液时,分别使偏振光向逆时针方向或向顺时针方向旋转,令偏振光逆时针方向旋转的叫做左旋体,能够使偏振光向顺时针方向旋转的叫做右旋体。在有机化学中,通常用( )表示右旋,(-)表示左旋。
D型和L型
先了解一下Fischer 投影式。
为了方便地表示分子中手性碳的构型,Fischer最早提出用一种投影式来表示链形化合物的立体结构,称之为 Fischer 投影式。画 Fischer 投影式要符合如下规定:① 碳链要尽量放在垂直方向上,氧化态高的在上面,氧化态低的在下面。其他基团放在水平方向上。② 垂直方向碳链应伸向纸面后方,水平方向基团应伸向纸面前方。③ 将分子结构投影到纸面上,用横线与竖线的交叉点表示碳原子。
例如,D-(-)-乳酸可以按下面的过程画出 Fischer 投影式:
Fischer 投影式不能在平面上旋转 90°,也不能离开纸面翻转 180°。Fischer 投影式中的基团两两交换的次数不能为奇数次。
在有机化学发展早期,就知道有左旋、右旋两种甘油醛,但这两种甘油醛分别与甘油醛的哪一种空间排列相对应是不清楚的。于是,人们指定右旋甘油醛为 D 构型(D configuration)(D是拉丁文Dexcro的首字母),左旋甘油醛为L构型(L是拉丁文 Leavo 的首字母)。它们的 Fischer 投影式任意性地指定如下:
其他化合物的构型是以甘油醛的构型为参照来确定的。若某化合物是由 D-甘油醛通过反应转变来的,而在整个转变过程中手性碳原子的四个键没有变化,则生成的化合物也是D构型的。例如:
这种以甘油醛的构型为参照标准而确定的构型称为相对构型(relative configuration)。相对构型以D-L构型标记法标记。
R型和S型
能真实反映空间排列情况的构型称为绝对构型(absolute configuration)。绝对构型是根据手性碳原子上四个不同的原子或基团在“顺序规则”中的先后次序来确定的,用R-S构型标记法标记,确定R、S构型的方法请参见有机化合物的分类、表示方式(点击蓝字阅读)。
例如甘油醛绝对构型的标记如下: