前手性

前手性，如果一個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，經反應（如取代）後失去對稱性，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為手性的特性即為前手性，該分子為前手性分子。也叫“潛非對稱性”或“原手性”。發生這種變化的碳原子叫做“潛不對稱碳原子”或“原手性碳原子”。

基本介紹

• 中文名：前手性
• 概述：一個非手性分子含有立體異位配體
• 分類：手性中心、前手性軸和前手性面
• 套用：許多生物學反應中的酶

分類

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（CH₃CH₂OH）中的兩個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後，形成的 CH₃CDHOH 具有對映異構，因此乙醇中的亞甲基碳原子就是一個前手性中心。前手性中心的兩個等同基團可通過順序規則中的R/S標記來識別。當相同的兩個基團之一被高一級次序的基團取代，並且不改變原有基團的優先次序，根據所得到的化合物構型屬R或S來確定原有化合物中這兩個相同基團為“前(R)-基團”（pro-R）或“前(S)-基團”（pro-S）。

對於乙醛等存在 sp²-前手性的分子來說，可以通過另一套 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。觀察者從垂直於平面的方向向 sp² 碳原子看去，將該原子所結合的三個基團按順序規則排列，若從大至小的順序為順時針方向，則此面記為 Re-面，反之則記為 Si-面。如果存在兩個前手性中心，那么採用雙標記法，記為 Re-Re 面、Re-Si 面或 Si-Si 面等。Re- 和 Si- 兩個標記源於拉丁語，分別是 rectus（右）和sinister（左）的縮寫。

sp2-雜化的碳原子

右圖：sp²-雜化的碳原子形成的對映平面上下，標註有這一前手性體系的 Re 和Si 面。

套用

前手性的概念在生物化學中十分重要，因為許多生物學反應中的酶，自身作為具有手性特徵的催化劑，可以識別兩個相同的基團，而且只取代其中的一個或只從對映平面的一面進行進攻。將前手性分子轉變為手性分子，並且生成不等量的立體異構體的過程稱為不對稱合成，也稱手性合成。