4.11
前手性是指两个或多个非手性分子反应生成手性产物的概念。
例如,考虑2-丁酮还原为2-丁醇的反应。在此反应中,非手性分子2-丁酮与硼氢化钠反应,生成等摩尔的对映异构体(R)-2-丁醇和(S)-2-丁醇的混合物。
仅通过改变一个取代基即可转化为手性产物的非手性分子被称为前手性分子。
在三角平面型前手性分子中,产物的手性构型取决于进攻基团是从分子的上表面还是下表面加成到sp2杂化中心上。
因此,丁酮分子的每个面都是独特的,应当具有各自不同的名称,这些名称可通过Cahn–Ingold–Prelog系统进行指定。
与手性分子的命名类似,根据三角碳原子上取代基在原子序数首次出现差异处的大小,为其分配优先级。然后根据一-二-三序列是顺时针还是逆时针,对分子的面进行标记。
如果序列为顺时针方向,则该面标记为“re”;如果序列为逆时针方向,则该面标记为“si”。
对于2-丁酮而言,若氢负离子从2-丁酮的“re”面加成,则得到(S)-2-丁醇。相反,若氢负离子从“si”面加成,则生成(R)-2-丁醇。
在没有手性试剂的情况下,氢负离子从分子任意一侧进攻的概率相等,因此得到产物的外消旋混合物。
然而,可以使用手性催化剂或酶来促进其中一种对映异构体的形成,从而使反应对该对映异构体具有“对映选择性”。
前手性的概念导致了分子各个面的命名,并在对映选择性反应中发挥着至关重要的作用。 这是两个或多个非手性分子反应产生手性产物的概念。 一个典型的过程是非手性酮生成手性醇的反应。 在这里,非手性反应物与非手性还原剂硼氢化钠反应,生成产物的手性对映体的等摩尔混合物。 例如,非手性2-丁酮产生(R)-2-丁醇…