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什么是手性?
来源: | 作者:未知 | 发布时间: 769天前 | 1100 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

人们把自然界真实存在的镜面或左右对称的,如同人的左右手,明明是实物与镜像的关系,而又不尽相同的现象,称之为手性



人们在研究对映异构体时,发现由左旋和右旋两种对映异构体的分子中,原子在空间的排列是不重合的实物和镜像关系,与左手和右手互为不能重合的实物和镜像关系类似,从而引入了手性及手性分子的概念。手性一词来源于希腊语“手”(Cheiro)。


所谓手性,是指物体和它的镜像不能重合的特征。所谓手性分子,顾名思义就是具有手性的分子,即构型与其镜像不能重合的分子。两个互为镜像而不能重合的立体异构体,称为对映异构体,简称对映体。对映体是具有相同分子式的化合物,由于原子在空间配置不同,从而产生同分异构现象。异构体都有旋光性,其中一个是左旋的,一个是右旋的,所以对映异构体又称为旋光异构体。


手性与生命的关系非常密切,手性体现在生命的产生和演变过程中,它是生命的本质属性。糖类是组成生命体的基本物质之一,也是手性化合物,自然界存在的糖、淀粉和纤维素中的糖单元都为右旋的(D-构型)。地球上的一切生物大分子的基元材料a-氨基酸,绝大多数为左旋的(L-构型),而由氨基酸组成的蛋白质是右旋的。核苷酸是右旋的,DNA分子的双螺旋结构多数情况下也是右手的手性构型。与机体功能密切关联的甾体激素、生物碱、信息素等有机小分子绝大多数也都是手性化合物。正因为构成生命蛋白质的氨基酸是手性的,作为药物受体的蛋白质也是手性的,可想而知与之发生作用的药物分子也应具有与之相互对应的手性结构作用于生物体内的药物,其药效多与它们和体内靶分子间的手性相关。在用于治疗的药物中,有许多是手性药物。而手性药物的不同对映异构体,在生理过程中会显示出不同的药效。尤其是当手性药物的一种对映异构体对治疗有效,而另一种对映异构体表现为有害性质时,情况更为严重。


关于手性分子和手性技术仍有诸多不解之谜。各种化学计量的拆分及手性源合成仍然是手性化合物制造的主流手段,而看似高效的手性催化技术在具体实施时仍然困难重重。现有的研究手段多是采用筛选和碰运气,并未真正从理论上做到可预测。许多问题亟待人类去探究和解决。