純手性

純手性定義的範圍在於巨觀分子群。一群具有相同手性構型（如均為R或S構型，和D或L構型）的分子稱之為具有純手性，而事實上並不一定是具有相同組成的化合物。

基本介紹

• 中文名：純手性
• 外文名：homochiral
• 屬性：性質
• 學科：化學
• 套用：立體化學
• 特點：具有相同手性構型

定義

純手性定義的範圍在於巨觀分子群。一群具有相同手性構型（如均為R或S構型，和D或L構型）的分子稱之為具有純手性，而事實上並不一定是具有相同組成的化合物。

概念發展

光學活性一詞用來解釋手性物質與偏振光的相互作用，一個手性分子的溶液能使偏振光振動平面旋轉。這一現象由讓·巴蒂斯特·畢奧於1815年發現，並在製糖工業、分析化學、製藥領域中顯示出了重要性。路易斯·巴斯德在1848年推測出手性現象是源於分子。1961年反應停（沙利度胺）因為強烈致畸作用而被全面召回，進一步研究顯示，反應停的R構型分子具有療效，而S構型分子具有強烈致畸作用。反應停事件讓藥物的手性受到製藥界的廣泛重視。2001年威廉·斯坦迪什·諾爾斯、野依良治、巴里·夏普萊斯因在手性催化方面的貢獻共享諾貝爾化學獎。

純手性Fe（ II） 配合物

作為分子性質中一個非常重要的特性，手性對化合物的性質起著至關重要的影響。手性藥物合成、手性催化、手性分離、手性識別、手性材料等研究領域一直是科學研究的前沿課題。近年來，隨著學科間的相互交叉滲透和促進，基於手性與金屬配合物、超分子材料、鐵電材料、高分子材料以及生命手性體等結合的研究取得了豐碩的成果。值得注意的是，因在信息存儲、顯示器、不對稱催化、對映體選擇性分離、鐵電體和磁性等領域的潛在套用價值，手性金屬配合物的設計和合成受到配位化學、無機化學及生物化學科研人員的關注。

過渡金屬配合物因其新穎的結構和獨特的性質，廣泛用於催化領域和新材料的製備，特別是磁性材料和發光材料的研究越來越受到人們的重視。三氮唑，霍夫曼型吡嗪網，雙（吡唑） 吡啶，咪唑希夫鹼等有機物及其衍生物為配體的Fe（II） 配合物表現出良好的自旋轉換（spin crossover） 性能，已被廣泛報導。其中，咪唑類衍生物及其希夫鹼配體因其特異的質子授-受性能、共軛酸鹼性能及選擇配位性能，引起相關領域科研人員的關注。然而，純光學手性配體的合成難度較大，基於手性配體與金屬自組裝得到的手性金屬配合物比較少。

為了尋求新型純手性Fe（II） 配合物並進一步研究其磁性能，文中選用（R）-（ +）-1-（1-萘基） 乙胺代替（R）-（ +）-α-甲基苄胺和（S）-（-）-α-甲基苄胺，將1-甲基-1H-咪唑-2-甲醛換作4-咪唑甲醛，設計合成手性席夫鹼配體R-L（R-L = 1-（1- 萘基）-N-（1 H-咪唑-4-亞甲基） 乙胺），從而將手性引入Fe（II） 金屬配合物中，希望能通過對配體場強度的調控，陰離子和溶劑分子的選擇得到兼具手性、磁性及其他性能的多功能分子材料。

文中設計合成了兩個新型的純手性的Fe（II）金屬配合物，並通過元素分析、1HNMR、IR、UV、CD和單晶衍射對配體和配合物的結構進行了詳細的表征。晶體結構表明，兩個配合物均結晶於手性空間群P213，通過手性配體的引入，將手性傳遞到配合物中，這為以後手性功能材料的研究提供了一個方便簡捷的方法。雖然引入了不同的陰離子，但兩個配合物均未能體現自旋轉換性能，這都有待於以後的研究中再進行探索和改進。

純手性套用

對手性

對手性的研究，在造就工業奇蹟的同時，也啟發了我們對地球生命，甚至宇宙起源的重新認識。

我們知道，在自然界的各個方面，尤其是物理和化學中，都廣泛地存在著許多對稱的概念：帶負電的電子與帶正電的反電子，磁場的南極和北極，以及化學中的分解和化合反應。就連遙遠的河外星系也存在著正旋和逆旋的旋渦結構。科學家們不禁感到疑惑：這是否在提示我們在宇宙中存在著一種奇特的普適性的對稱規律？

地球上沒有右旋胺基酸生命，但是，按照手性的原則，它們確實是可能存在的，甚至，有智慧的右旋胺基酸生命也是存在的。

手性藥物

在手性藥物未被人們認識以前，歐洲一些醫生曾給孕婦服用沒有經過拆分的消旋體藥物作為鎮痛藥或止咳藥，很多孕婦服用後，生出了無頭或缺腿的先天畸形兒，有的胎兒沒有胳膊，手長在肩膀上，模樣非常恐怖。僅僅4年時間，世界範圍內誕生了1.2萬多名畸形的“海豹嬰兒”。這就是被稱為“反應停”的慘劇。後來經過研究發現，反應停的R體有鎮靜作用，但是S-對映體對胚胎有很強的致畸作用。

正是有了60年代的這個教訓，所以藥物在研製成功後，都要經過嚴格的生物活性和毒性試驗，以避免其中所含的另一種手性分子對人體的危害。

手性催化劑

在化學合成中，這兩種分子出現的比例是相等的，所以對於醫藥公司來說，他們每生產一公斤藥物，還要費盡周折，把另一半分離出來。如果無法為它們找到使用價值的話，它們就只能是廢物。在環境保護法規日益嚴厲的時代，這些廢品也不能被隨意處置，考慮到可能對公眾健康產生的危害，這些工業垃圾的處理也是一筆不小的開支。

因此，醫藥公司急切地尋找一種方法來解決這個問題，比如，他想要左旋分子，那么他就得想辦法把另一半右旋分子轉化成左旋分子。如今，這個令人頭痛的問題已經得到了解決。科學家用一種叫做“不對稱催化合成”的方法解決了這一問題。這個方法可以廣泛地套用於製藥、香精和甜味劑等化學行業，給工業生產一下子帶來了巨大的好處，這項研究也獲得了2001年度的諾貝爾化學獎。毫無疑問，這個成果具有重要意義。