同分异构是有机化学中的一个主要领域，在它下面列出了大量的分子。这两种异构是结构异构和立体异构。手性的概念属于立体异构。与结构异构不同，立体异构包括具有相同原子组成但不同空间排列的分子。手性是分子的一种性质，即分子的镜像与分子不可叠加。某个分子的手性是由该分子中存在的手性中心决定的。在有机化学中，手性中心称为手性碳。

覆盖的关键领域

1.什么是手性碳-定义，特征2.如何识别手性碳-识别脂肪族结构和环状结构中的手性碳的方法3.为什么识别手性碳很重要

关键词：脂肪族结构，手性，手性碳，手性中心，环结构，立体异构

什么是手性碳(a chiral carbon)？

手性碳是不对称碳。一个碳原子最多可以有四个键。手性碳键合到四个不同的基团上。因此，它是不对称的。为了成为手性碳原子，碳原子应该总是被sp3杂化。通常一个手性分子包含至少一个手性碳。sp或sp2杂化的碳原子不能是手性的，因为它们周围不能有四个不同的基团π-债券。

具有一个以上手性碳原子的分子每一个手性碳原子具有两个立体异构体。因此，这种分子可以有两个以上的立体异构体。例如，一个分子有两个手性碳，基本上有四个立体异构体，每个手性碳两个。

如何鉴别手性碳

如何鉴别脂肪族结构中的手性碳

存在于分子中的手性碳可以通过以下两个步骤进行鉴定。

第一步

确定分子的几何结构，取中心假定为手性碳的原子。

–如果碳原子周围的几何结构是四面体，那么它可以是手性碳。如果几何不是四面体，那么它是非轴的。

第2步

确定附着在那个碳原子上的四个基团是否彼此不同。

–如果四面体排列的碳原子与四个不同的基团相连，则它是手性碳。

Figure 1: A chiral molecule and its mirror image

在上面的例子中，分子是四面体的，中心碳原子与四个不同的原子相连。因此，这种碳是手性碳。

如何识别环结构中的手性碳

对于具有取代的环结构，碳原子的手性可以确定如下。考虑下面的例子。

Figure 2: Methyl Cyclohexane

第一步

首先，确定附着在碳原子上的基团是否彼此不同。如果它们不同，我们可以猜测它是一种手性碳。在上面的图像中，这个分子有一个氢原子和一个甲基附着在同一个碳原子上。但其他两个团体已经形成了一个圈。

第2步

把环中的两个群转换成不在环中的假想群。最简单的方法是打破假定为手性碳的原子和左边相邻的碳原子之间的键，把它想象成配体。然后打破右边相邻的键，想象它是另一个配体。

第3步

现在我们可以确定假定的手性碳原子是手性的还是非手性的。当考虑上述分子时，两个假设的配体是相同的，因为在环结构中没有其他替代物。因此，假定碳原子是非手性的。

为什么识别手性碳很重要

手性碳的鉴定解释了一个分子是手性的还是非手性的。确定一个分子中存在的手性碳的个数是确定它所能具有的立体异构体个数的关键。这些立体异构体不能与分子重叠。因此，它提供了关于具有相同组成的不同分子的信息。

总结

本文介绍了如何在脂肪族结构或环状结构的分子中识别手性碳原子。手性碳的存在表明它具有立体异构体。这对于观察分子间的关系和反应是非常重要的。

引用

1.“手性中心”OChemPal。N.p.，N.d.网站。这里有。2017年6月20日。  2.“立体化学”立体发生中心。N.p.，N.d.网站。这里有。2017年6月20日。 2.“立体化学”立体发生中心。N.p.，N.d.网站。