关于手性光学纯度ee值,你想知道的都在这

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手性分子识别在生命体系中普遍存在,是诸多生命现象的基础。关于手性化学物的光学纯度,很多小伙伴都有困惑,今天我们就来谈谈手性分子的ee值。
什么是ee值?
化合物样品的对映体组成可用术语“对映体过量(enantiomeric excess)”或“对映体过量百分率ee%”来描述。它表示一个对映体对另一个对映体的过量,通常用百分数表示。
ee值的计算
对映体过剩率,常用ee表示,即enantiomeric excess的缩写。定义为在对映体混合物中一个异构体 a 比另一个异构体 b 多出来的量占总量的百分数。
ee=([R]-[S]/[R]+[S])*100%
[R]+[S]=1,所以公式简化后就是[R]-[S]
知识拓展
1、de/dr值概念
化合物的分子式中有一个以上的不对称中心时,它的非对映体组成可描述为“非对映体过量(diastereomeric excess)”或“非对映体过量百分率d.e.%”,指的是一个非对映体对其他非对映体的过量。
dr非对映体过量比(diastereomericratio),指的是两组非对映体对另外一组的比值
计算
非对映体过剩率(diastereomeric excess,缩写为de%),通常用来表征两个以上手性中心时的光学纯度。例如两个手性中心的,有四个非对映体:(R,R),(R,S),(S,S),(S,R),两两为一组。可以把(R,R)和(R,S)看作一组,(S,S)和(S,R)看做一组,这样两组之间就有一个de值。如果前面那组占80%,后面组占20%,则dr值为4:1,de值为(80%-20%)/(80%+20%)=60%。
当然也可以把:(R,R)和(S,R)看做一组,(R,S),(S,S)看作一组。情况和前面类似。但是不能把(R,R)和(S,S),(S,R)和(R,S)看作一组。因为它们是对映体。
化合物含有2个手性碳原子,在GC或HPLC测定的时候,采用手性柱,可以得到4个同分异构体峰,可以利用峰面积直接求de值及ee值(对映体过量值)。
2、对应异构体
简单的说也就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的立体结构在照镜子,这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。
1、两个互为镜像而不能重合的立体异构体,称为对映异构体,简称对映体。
2、对映体是指具有相同分子式的化合物中,由于原子在空间配置不同而引起的同分异构现象。
3、互为旋光异构体的两种化合物,由于其中一个不对称碳原子的取代基在空间上取向不同而互成物体与镜像的关系,并且两者在空间上不能重叠,它们被称为对映体。
对映体具有相同的物理性质(如熔点,沸点,溶解度,折射率,酸性,密度等),热力学性质(如自由能,焓、熵等)和化学性质。除非在手性环境(如手性试剂,手性溶剂)中才表现出差异。
对映体对偏振光的作用不同,它们的比旋光度数值相同,但方向相反。对映体的生物活性不相同,化学反应中表现出等速率。等量的左旋体与右旋体的混合物构成外消旋体。从对映体中分离出单纯一个光学异构体的方法称拆解。最普通的拆解方法是将消旋体与光学活性相反的离子(称拆解剂)作用生成非对映体。
3、非对应异构体
两个结构相同的分子,由于具有构型不同的不对称原子,彼此不呈实物与镜像的关系。
非对映异构体的旋光性不同,熔点、沸点、溶解度、密度、折射率等物理性质也很不同。其化学性质虽然相似,但也不完全相同。
非对映异构体是由已含有一个手性中心的分子产生第二个手性中心时的必然产物。与对映体的生成不同,由于第一个手性中心的影响,所得到的两个非对映异构体的数量并不相同。这就是不对称合成的基础。
4、几何异构
在有双键或小环结构(如环丙烷)的分子中,由于分子中双键或环的原子间的键的自由旋转受阻碍,存在不同的空间排列方式而产生的立体异构现象,又称顺反异构。
5、旋光异构
又称为手性异构,任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子就叫做手性分子,它的一个物理性质就是能使偏振光的方向发生偏转,具有旋光活性。
构造相同的分子,如使其一平面偏振光向右偏转,另一侧向左。则两种互为光学异构体。(所谓光学异构体指分子结构完全相同,物理化学性质相近,但旋光性不同的物质)。
6、构象异构
构造式相同的化合物由于单键的旋转,使连接在碳上的原子或原子团在空间的排布位置随之发生变化产生的立体异构现象。
能发生立体异构现象的化合物称作立体异构体,包括几何异构体、旋光异构体和构象异构体。几何异构体和旋光异构体能分离开来,构象异构体可以通过单键旋转而互变,通常无法分离,但当围绕单键旋转障碍很大时,这类异构体也是可以分离的。

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