前手性,如果一個(gè)非手性分子含有立體異位的配體(原子或基團)或立體異位面,經(jīng)反應(如取代)后失去對稱(chēng)性,得到對映異構體或非對映異構體的手性分子,則這種能由非手性轉變?yōu)槭中缘奶匦约礊榍笆中?,該分子為前手性分子。也叫“潛非對稱(chēng)性”或“原手性”。發(fā)生這種變化的碳原子叫做“潛不對稱(chēng)碳原子”或“原手性碳原子”。

中文名

前手性

外文名

prochirality

定義

一個(gè)非手性分子含有立體異位配體

應用

許多生物學(xué)反應中的酶

學(xué)科

生物化學(xué)

分類(lèi)

手性中心、前手性軸和前手性面

分類(lèi)

前手性一般可分為前手性中心、前手性軸和前手性面三種。例如,乙醇(CHCHOH)中的兩個(gè)亞甲基氫原子是等同的(對映異位),但當其中之一被氘原子替換后,形成的 CHCDHOH 具有對映異構,因此乙醇中的亞甲基碳原子就是一個(gè)

前手性中心

。前手性中心的兩個(gè)等同基團可通過(guò)順序規則中的R/S標記來(lái)識別。當相同的兩個(gè)基團之一被高一級次序的基團取代,并且不改變原有基團的優(yōu)先次序,根據所得到的化合物構型屬 R或 S來(lái)確定原有化合物中這兩個(gè)相同基團為“前( R)-基團”(pro- R)或“前( S)-基團”(pro- S)。

sp2-雜化的碳原子

對于乙醛等存在 sp -前手性的分子來(lái)說(shuō),可以通過(guò)另一套 Re/Si 標記辨別 對映平面的兩側,從而確定出反應物對雙鍵的加成方向。觀(guān)察者從垂直于平面的方向向 sp 碳原子看去,將該原子所結合的三個(gè)基團按順序規則排列,若從大至小的順序為順時(shí)針?lè )较?,則此面記為 Re-面,反之則記為 Si-面。如果存在兩個(gè)前手性中心,那么采用雙標記法,記為 Re-Re 面、Re-Si 面或 Si-Si 面等。Re- 和 Si- 兩個(gè)標記源于拉丁語(yǔ),分別是 rectus(右)和 sinister(左)的縮寫(xiě)。

右圖: sp-雜化的碳原子形成的對映平面上下,標注有這一前手性體系的 Re 和 Si 面。

應用

前手性的概念在生物化學(xué)中十分重要,因為許多生物學(xué)反應中的酶,自身作為具有手性特征的催化劑,可以識別兩個(gè)相同的基團,而且只取代其中的一個(gè)或只從對映平面的一面進(jìn)行進(jìn)攻。將前手性分子轉變?yōu)槭中苑肿?,并且生成不等量的立體異構體的過(guò)程稱(chēng)為不對稱(chēng)合成,也稱(chēng)

手性合成

。