【正文】 ? 苯 乙 胺 L 酒 石 酸 ? 苯 乙 胺 L 酒 石 酸( R ) ( S ) 常用于外消旋堿拆分的還有樟腦磺酸 、 扁桃體酸 、 檸檬酸等；用于酸拆分的有生物堿奎寧 、 馬錢子堿 、 辛可寧等 。 用于拆分對映體的這些具有光學活性的試劑也叫拆分試劑 。 如果外消旋體既不是酸又不是堿 ， 可以引入一個羧基或者氨基 ， 然后用上述方法進行拆分 。 對于外消旋的醇 ， 也可讓它與一個旋光性的酸反應生成非對映異構的酯 ， 利用極性不同用色譜進行分離 。 也可用旋光性的色譜柱直接分離外消旋體 ， 這時外消旋的兩個對映體與色譜柱內填充的旋光性物體生成非對映體復合物 ， 復合物的穩(wěn)定性不同 ， 穩(wěn)定性小的異構體優(yōu)先洗脫出來 。 物理拆分法 這種方法是在外消旋體的過飽和溶液中 ， 加入少量某一對映體的晶體 ， 也叫晶種 ， 與晶種相同的對映體的過飽和度會加大 ， 從而優(yōu)先結晶出來 。 由于原外消旋體就是過飽和的溶液 ， 晶種結晶出來時會將相同的對映體一同結晶出來 ， 并可超出晶種的一倍 。 過濾后 ， 溶液中就是另一對映體過量 ， 再加外消旋體 ， 加熱溶解 ， 冷卻后另一對映體就優(yōu)先結晶析出 。這樣加少量一種對映體 ， 就可以把兩種對映體分離出來 ， 非常節(jié)省拆分試劑 。 在氯霉素的工業(yè)生產中使用這種方法可以將氯霉素同另外一種無效的對映體分開 。 動力學拆分 前面兩種對映體的拆分方法是利用溶解度及極性的大小來實行的 。 如果在手性催化劑的存在下 ， 外消旋體中的兩個對映體反應速度相差很大 ， 一個對映體能完全轉化為一種旋光產物 ， 另外一個對映體不能轉化或者轉化很少 ， 從而將兩種對映體分離 ， 這種方法叫做動力學拆分 。 生物酶常用于動力學拆分 ， 因為酶的活性和選擇性都非常高 。 例如可以利用內酯水解酶對外消旋體 DL泛酸內酯選擇性水解 ， D泛酸內酯水解為 D泛酸 ，L泛酸內酯保留下來 ， 酸和內酯容易分開 ， 可得到選擇性大于 90％ 的 D泛酸 。 O OO H內 酯 水 解 酶O OO HO HC O O HO H+D L 泛 酸 內 酯 L 泛 酸 內 酯 D 泛 酸D泛酸為 B族維生素 ， 廣泛用于食品和飼料添加劑 ， 也用作藥物 ，但 L泛酸不能被生命體吸收 ， 必須使用純的 D泛酸 ， 日本富士藥業(yè)公司用酶拆分法每年生產 D泛酸 3千噸左右 。 現在很多人工合成的手性催化劑也象生物酶一樣具有很高的催化活性和選擇性，甚至也可以用于外消旋體的動力學拆分。例如 Sharpless環(huán)氧化手性催化劑可以用于烯丙醇的環(huán)氧化動力學拆分。 O HT i ( O i P r ) 4 / D 酒 石 酸 二 異 丙 酯t B u O O H / C H 2 C l 2 , 2 0 o C O HO HO+( 2 R , 3 R ) 3 , 4 環(huán) 氧 基 2 丁 醇( S ) 3 丁 烯 2 醇( R S ) 3 丁 烯 2 醇Sharpless環(huán)氧化手性催化劑為鈦酸異丙酯和 D(+)酒石酸異丙酯的混合物 ， 用叔丁基過氧化氫作環(huán)氧化試劑 ， 在二氯甲烷和－ 20oC下進行 。外消旋體中的 (R) 3丁烯 2醇被環(huán)氧化 ， 而 (S) 3丁烯 2醇由于反應很慢保留了下來 。 (S) 3丁烯 2醇的沸點比環(huán)氧化物的低 ， 先蒸餾出去 ，從而將兩種異構體分開 。 得到的 (2R,3R)3,4環(huán)氧基 2丁醇是合成藥物以及天然產物非常有用的手性原料 。 如它可用于合成新型抗癌藥物埃博霉素 （ Epothilone） 的手性砌塊 。 不對稱催化反應 手性拆分的方法雖然很容易將外消旋體轉化為旋光性的對映體 ， 但最多只有 50％ 能夠轉化為有用的對映體 ， 另一個對映體如果不能通過外消旋化轉化為有用的對映體 ， 就要扔掉 。 如果使用手性催化劑將非手性的原料直接轉化為純的對映體 ， 原料的利用率就能大幅度提高 ， 這種通過手性催化劑將非手性原料轉化為單一的對映體或者某一對映體過量的合成方法叫做不對稱合成 。 現在不對稱催化合成已經廣泛的用于藥物和天然產物的合成中 。 例如治療帕金森病的 L－多巴 ， 就是通過不對稱合成在工業(yè)上進行生產的 。 H OH 3 C OC H O + H 2 C N H C O RC O O H ( A c ) 2 O A c OH 3 C OC C C O O HN H A cHR h D I P A M P A c OH 3 C O CC O O HN H A cHH OH O CC O O HN H 2HH 2D I P A M P =H 2 C C H 2P PP hP hO C H 3H 3 C O 關鍵的步驟是對 ?乙酰氨基苯基丙烯酸的不對稱催化氫化反應，通過這一步能夠得到選擇性大于 94％的 L對映體雙鍵氫化產物。這里使用手性叔膦銠的配合物作手性催化劑，得到最后脫去保護基團得到純的 L多巴。這條生產路線由 Knowies開發(fā)出來，孟山都公司用于工業(yè)生產中。 L－多巴 在這個烯烴的氫化反應中，起反應的活性中心是雙鍵，雙鍵的碳原子為 SP2雜化的平面結構，加氫后轉化為 SP3雜化的四面體結構，產生一個手性碳原子。由于手性碳原子是由前面的平面轉化而來，前面的平面也叫前手性面。很顯然前手性面有上下兩個面，當某一面對著觀察者，中心原子上連接的原子或者原子團的大小是順時針旋轉的，這個面稱作 Re面，如果是反時針旋轉則稱作 Si面。 abcR e S iCA c H N C O O HR e S iA r Ha b c用金屬催化氫化時，氫氣會吸附到金屬表面，烯烴也能配位到金屬表面，從而能催化氫化反應。如果金屬上沒有旋光性配體存在，烯烴用 Re面和 Si面與金屬配位的機會相等，得到兩個等量的配合物對映體，它們與氫原子反應的活性相等，得到的手性氫化產物 R和 S構型各占 50％，是一個外消旋體，沒有旋光性。當金屬上連接有旋光性配體 DIPAMP后，烯烴用 Re面和 Si面與金屬配位得到的配合物是兩個非對映體，非對映體與氫原子反應的活性不同，得到 S構型過量 94％的氫化產物。 2022年 10月 ， 美國的威廉 S諾爾斯 （ William S. Knowles） 、 日本的野依良治 （ Ryoji Noyori） 和美國的巴里 夏普雷斯 （ K. Barry Sharpless） 因為他們找到了有機合成反應中的高效手性催化劑和不對稱合成反應的方法 ， 而獲得了當年的諾貝爾化學獎 。 現在 ， 有越來越多的由單一對映體構成的 ， 療效好 、 毒副作用小 、生物相容性好的的手性化合物 （ Chiral drug） 在醫(yī)藥 ， 農藥 ， 材料等領域得到應用 。 生物催化反應 生物酶的催化中心是具有旋光性的 ， 反應底物用 Re面和 Si面與酶接觸生成的兩個復合物是兩個非對映體 ， 與試劑的反應活性不一樣 ， 具有立體選擇性 。 由于生物酶是經過自然界長期篩選的產物 ， 其催化活性及立體選擇性都特別高 。 如將醛轉化為旋光性的氰醇可用氰醇酶進行不對稱催化反應來實行 。 OR H氰 醇 酶H C NO HRH C N從水果杏中提取的氰醇酶可以得到 R氰醇，從微生物中分離的氰醇酶可用于合成 S氰醇，選擇性大于 99％。 旋光異構在反應機理測定上的應用 旋光異構不僅在生理上有重要的作用，對確定反應機制也非常重要。例如，溴與 2丁烯加成得到 2,3二溴丁烷，有兩個相同的手性碳原子，應該得到一對對映體與一個內消旋體． 但是通過分析產物的立體結構 ， 發(fā)現順 2丁烯加溴只得到外消旋體 ，而反 2丁烯加溴只得到內消旋體 。 根據可能的反應機理順或反式加成來分析 ， 只有反式加成才符合這些實驗結果 。 所以得到烯烴加鹵素為反式加成的機理 。 這種由一種立體異構的反應物轉化為具有特定立體異構體產物的反應，稱為立體專一性反應。