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5.5 无手性碳原子的旋光异构现象
大多数具有旋光性的化合物分子内都存在手性碳原子,但还有一些化合物虽不含手性碳原子,就整个分子而言却包含了手性因素,使其与它的镜像不能重合,导致产生一对对映体。也就是说,有些旋光物质的分子中不含手性碳原子。下面列举两类实例。
5.5.1 丙二烯型化合物
丙二烯类化合物()的结构特点是与中心碳原子相连的两个π键所处的平面彼此相互垂直。当丙二烯双键两端碳原子上各连有不同的取代基时,分子没有对称面和对称中心,就产生了手性因素,存在着对映体。如2,3-戊二烯已分离出对映体:
如果任一端碳原子上连有两个相同的取代基,化合物具有对称面,不具有旋光性。
类似于丙二烯类化合物,下列物质也都有旋光性。
5.5.2 联苯型化合物
联苯化合物分子中两个苯环是在同一平面上,为非手性分子。但当每个苯环的邻位两个氢原子被两个不同的较大基团(如—COOH、—NO2等)取代时,两个苯环若继续处于同一个平面上,取代基空间位阻就太大,只有两个苯环处于互相垂直的位置,才能排除这种空间位阻形成一种稳定的分子构象。这种稳定的构象包含了手性因素,产生互不重合的镜像异构体,即对映体,所以联苯邻位连接两个体积较大的取代基不相同时,分子没有对称面与对称中心,有手性,如6,6′-二硝基-2,2′-二甲酸有一对对映体:
如果同一苯环上所连两个基团相同,分子无旋光性。再如,β-连二萘酚有一对对映异构体: