反应停与手性分子

手性是自然界的普遍现象当您在自我欣赏着自己的左右手时，您是否由衷地感叹上帝赋予人类如此绝伦的对称之美。

但是，您能使自已的左右手重合吗？不可能！这就是手性。

手性所描述的事物多姿多彩。

大至星系旋臂、行星自转、大气气旋，小到矿物晶体、有机分子、弱相互作用的宇称不守恒。

从无生命的物体，到生命现象，都有手性的倩影。

在植物学中，手性是一个重要形态特征，左右对称的形态及攀缓和缠绕植物的茎蔓旋向，都涉及手性。

植物的手性很明显，存在着奇奇怪怪的左撇子。

植物的叶、花、果实、根和茎可生长成左旋或右旋。

如同右撇子人的右手发育更强壮有力一样，右撇子植物的右边叶子生长更强壮，左边则差一些。

植物对自己的撇劲还真够倔犟。

当你把右旋的喇叭花蔓强行左旋缠绕，它会自动恢复右旋。

不少植物所结豆荚成熟爆裂后豆荚皮呈螺旋形，同样有左旋，有右旋。

攀缓的蛇，有的左旋运动，有的右旋运动。

蜗牛多是右撇子，左旋的十分稀少。

海螺却是右撇子世家，出现左旋螺壳概率是百万分之一。

能收集到左旋螺壳，则为稀世珍品。

蟹钳左右是不对称的，一边大，一边小，绝大多数左边的蟹钳大。

龙虾的两只钳子通常也不对称，“左撇子”龙虾的左钳子大些，更有力，“右撇子”龙虾的右钳子大些，更强劲。

微生物中的许多细菌是螺旋状的，同样有左旋右旋之分。

手性作为生物的一种基本性质，对生物的生存具有重要的意义。

巴斯德说：“生命向我们显示的乃是宇宙不对称的功能。

宇宙是不对称的，生命受不对称作用支配。

”生物表现的手性特征是生物的整体特征，必然受制于生物内部的微观结构。

探索生物左撇子现象的奥秘，也许是揭开生命之谜的钥匙。

DNA螺旋的解旋与复制，演奏着世界上最美妙的生命乐章。

在粒子世界中，微观粒子的自旋也有左旋和右旋之分。

神奇的超导现象正是由于电子与振动晶格的相互作用，使具有相反方向自旋和角动量的电子结成“超导态”而产生的，是电子“左撇子”和“右撇子”合作的造化，成就了超导现象。

即使是最基本的物理学定律，也有不循规蹈矩的左撇子。

手性分子对化学反应的影响在化学中，手性分子是许多化学反应的重要影响因素。

手性分子是一种具有非对称的分子结构，可以存在两种互为镜像的结构，即左旋和右旋。

这两种结构也被称为对映体，它们的化学性质有很大的差别。

由于手性分子具有特殊的结构和性质，它们对化学反应的影响也是独特且重要的。

手性分子在化学反应中具有两个主要方面的影响：一是对光学旋光性的影响，二是对反应动力学的影响。

手性分子的这两种影响都与其非对称性结构和分子形状有关。

首先，手性分子对光学旋光性的影响是十分明显的。

光学旋光性是一个物质特性，指的是物质对旋光仪所测得的光线偏振方向的影响。

如果一个物质对光线偏振方向没有影响，那么它是一个无旋光物质。

然而，手性分子通常会对光线偏振方向产生影响，这种影响被称为双折射。

在光学旋光性的测量中，手性分子存在两种不同的表现形式。

一种是D型，另一种是L型。

D型和L型是根据旋光性质的符号来确定的，即它们的光旋性质都相反。

在手性分子中，D型和L型对映体的比例通常是1:1的。

因此，在某些情况下，旋光性的测量可以用来区分这两种对映体，这对于化学结构分析和相应反应的研究都是非常重要的。

其次，手性分子对反应动力学的影响也十分显著。

一种手性分子与另一种手性分子之间的反应速率通常是不同的。

这种不同的反应速率导致了手性分子在反应体系中的不对称性，从而影响了化学反应的结果和反应路线。

这种不对称性的结果可能采取很多形式，例如，它可能导致产物出现对映异构体的混合物，或者仅仅是单一手性的产物。

对于这种影响，不仅仅在化学反应的实验室中会观察到，也在自然环境中出现过。

例如，生物体系中的化学反应常常是高度选择性的，这种选择性一部分是由于手性分子的不对称性导致的。

还有一些特殊的化学反应会受到手性分子的影响。

例如，在金属有机化学中，手性配体可以影响金属的反应活性和选择性。

另一个例子是在手性催化反应中，手性分子可以影响催化剂的产率和选择性。

同时，手性分子也能够改变分子内的化学反应，如环化反应和群化反应。

有机化学中的手性分子合成和反应机理探究有机化学是研究碳和碳氢化合物的化学性质和反应机理的科学。

在有机化学中，手性分子合成和反应机理一直是研究的重点和难点。

本文将从手性分子合成方法、手性控制机理以及手性反应机理三方面来探究有机化学中的手性分子合成和反应机理。

手性分子合成方法手性分子合成方法是指通过某些技术手段合成手性分子的方法。

手性分子是指分子无平面对称的有机化合物，包括左旋和右旋两种异构体。

这两种异构体在物理性质和化学性质上大多数相同，但具有不同的光学活性和生物活性。

因此，在制药工业、医学和生物化学等领域中，手性分子合成和分离技术具有重要的应用价值。

1. 使用手性试剂使用手性试剂是最常见的手性分子合成方法之一。

这种方法是通过引入手性试剂作为催化剂或反应物，使得反应生成手性产物。

例如，使用手性催化剂对酮和胺进行不对称氢化反应时，得到的产物是具有手性的药用原料。

2. 利用手性分离技术手性分离技术是指通过物理或化学手段分离出手性异构体的方法。

例如，利用手性柱层析技术可以从混合物中分离出左旋或右旋的手性分子。

这种方法适用于制备单一左旋或右旋手性产物。

3. 利用生物酶催化合成利用生物酶催化合成是指通过利用酶催化合成反应合成手性产物。

例如，利用乳酸脱氢酶酶催化反应可以从混合物中分离出单一的左旋或右旋乳酸。

手性控制机理手性控制机理是指通过对反应条件、反应介质等参数的调控，实现手性产物选择性合成的原理。

手性控制机理与化学反应机理密不可分，是手性分子化学研究的核心。

1. 手性接受位手性接受位是指分子中的一个具有局部手性的结构单元，在反应过程中控制产物的手性产生。

这类手性接受位包括手性中心、手性手性识别结构、手性水解和催化位等。

例如，利用手性中心结构的左旋木糖为反应物可以得到单一的左旋产物。

2. 手性识别机制手性识别机制是通过手性成对反应中参与的手性分子之间的相互作用来实现手性控制的原理。

例如，利用具有拟手性的锂盐对酰亚胺进行加成反应，可以得到高对映选择性的手性产物。

手性分子英文名：chiral molecules我们知道，生命是由碳元素组成的，碳原子在形成有机分子的时候，4个原子或基团可以通过4根共价键形成三维的空间结构。

由于相连的原子或基团不同，它会形成两种分子结构。

这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。

比如它们的沸点一样，溶解度和光谱也一样。

但是从分子的组成形状来看，它们依然是两种分子。

这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样，看上去互为对应。

由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不会重合，就像我们的左手和右手那样，称这两种分子具有手性，所以又叫手性分子。

因此这两种分子互为同分异构体，这种异构的形式成为手性异构，有R型和S型两类。

对于非碳原子手性中心的分子，只要没有对称面和对称中心即为手性分子。

手性手性分子手性（chirality）一词源于希腊语词干“手”χειρ (ch[e]ir~)，在多种学科中表示一种重要的对称特点。

如果某物体与其镜像不同，则其被称为“手性的”，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。

手性物体与其镜像被称为对映体（enantiomorph，希腊语意为“相对/相反形式”）；在有关分子概念的引用中也被称为对映异构体。

可与其镜像叠合的物体被称为非手性的（achiral），有时也称为双向的（amphichiral）。

手性及手性物质只有两类：左手性和右手性。

有时为了对比，另外加上一种无手性（也称“中性手性”）。

左手性用learus或者L表示，右手性用dexter或者D表示，中性手性用M表示。

除了利用偏光照射所产生的角度偏差正负值相反外，对映异构体在化学特性、物理特性上大致相同。

标志一个化合物的分子与其镜像不能互相叠合，则必然存在一个与镜像相应的化合物，这两个化合物之间的关系，相当于左手和右手的关系，即互相对映。

这种互相对应的两个化合物成为对映异构体（enantiomers）。

这类化合物分子成为手性分子（c hiral molecule）。

“反应停”带给我们什么摘要:调查了“反应停”这种药物的带来的危害及后果，以及“反应停”对人类有利的一面。

关键词：“反应停”，海豹肢症人类发明的化学药物，既给人类带来了极大的益处，但也给自己造成了意想不到的伤害，对化学药物的盲目依赖和滥服药物，已造成了许多不应有的悲剧。

在攻击现代医学的文章中，“反应停”是最常被提及的一个代表邪恶的名字。

这种在近50年前草率上市、仅仅过了4年就撤回的药物，至今还在让现代医学蒙羞。

“反应停”是在1953年由一家德国公司作为抗生素合成的，但发现它并无抗生素活性，却有镇静作用，于是在1957年作为镇静催眠剂上市。

厂商吹嘘它没有任何副作用、不会上瘾，胜过了市场上所有安眠药。

而且，它对孕妇也十分安全，可用于治疗晨吐、恶心等妊娠反应，是“孕妇的理想选择”（当时的广告语）。

它很快风靡欧洲各国和加拿大，据说光是联邦德国一个月就卖出了一吨。

1959年，西德各地出生过手脚异常的畸形婴儿。

伦兹博士对这种怪胎进行了调查，于1961年发表了“畸形的原因是催眠剂反应停”，使人们大为震惊。

反应停是妊娠的母亲为治疗失眠症服用的一种药物，它就是造成畸形婴儿的原因。

在怀孕一二个月之间，服用了反应停的母亲便生出这样的畸形儿。

这种婴儿手脚比正常人短，甚至根本没有手脚。

截至1963年在世界各地，如西德、美国、荷兰和日本等国，由于服用该药物而诞生了12 000多名这种形状如海豹一样的可怜的婴儿。

经过调查证实，母亲从停止月经算起，34～54天之内，服用此药后，迟早会出现各种不同的症状。

基因上的生命密码在正常情况下，手脚的长度，以用5个手指等等都应当按照指令有规律地形成。

可是反应停药物能使这种指令在某一部位受到障碍，其结果就产生畸形儿。

该药在1961年被禁用，但当时全世界约有8000名婴儿已经受害。

梅里尔公司也撤回了申请。

经过很长一段时间法律的上的交锋，开发“反应停”的医药公司同意赔偿受害者的损失。

“反应停”在出售之前，并未仔细检验其可能产生的副作用。

“反应停”带给我们什么摘要:调查了“反应停”这种药物的带来的危害及后果，以及“反应停”对人类有利的一面。

关键词：“反应停”，海豹肢症人类发明的化学药物，既给人类带来了极大的益处，但也给自己造成了意想不到的伤害，对化学药物的盲目依赖和滥服药物，已造成了许多不应有的悲剧。

在攻击现代医学的文章中，“反应停”是最常被提及的一个代表邪恶的名字。

这种在近50年前草率上市、仅仅过了4年就撤回的药物，至今还在让现代医学蒙羞。

“反应停”是在1953年由一家德国公司作为抗生素合成的，但发现它并无抗生素活性，却有镇静作用，于是在1957年作为镇静催眠剂上市。

厂商吹嘘它没有任何副作用、不会上瘾，胜过了市场上所有安眠药。

而且，它对孕妇也十分安全，可用于治疗晨吐、恶心等妊娠反应，是“孕妇的理想选择”（当时的广告语）。

它很快风靡欧洲各国和加拿大，据说光是联邦德国一个月就卖出了一吨。

1959年，西德各地出生过手脚异常的畸形婴儿。

伦兹博士对这种怪胎进行了调查，于1961年发表了“畸形的原因是催眠剂反应停”，使人们大为震惊。

反应停是妊娠的母亲为治疗失眠症服用的一种药物，它就是造成畸形婴儿的原因。

在怀孕一二个月之间，服用了反应停的母亲便生出这样的畸形儿。

这种婴儿手脚比正常人短，甚至根本没有手脚。

截至1963年在世界各地，如西德、美国、荷兰和日本等国，由于服用该药物而诞生了12 000多名这种形状如海豹一样的可怜的婴儿。

经过调查证实，母亲从停止月经算起，34～54天之内，服用此药后，迟早会出现各种不同的症状。

基因上的生命密码在正常情况下，手脚的长度，以用5个手指等等都应当按照指令有规律地形成。

可是反应停药物能使这种指令在某一部位受到障碍，其结果就产生畸形儿。

该药在1961年被禁用，但当时全世界约有8000名婴儿已经受害。

梅里尔公司也撤回了申请。

经过很长一段时间法律的上的交锋，开发“反应停”的医药公司同意赔偿受害者的损失。

“反应停”在出售之前，并未仔细检验其可能产生的副作用。

手性药物手性药物自面世以来曾给人类带来空前灾难的反应停事件。

1953年，联邦德国Chemie制药公司研究了一种名为“沙利度胺”的新药，该药对孕妇的妊娠呕吐疗效极佳，Chemie公司在1957年将该药以商品名“反应停”正式推向市场。

两年以后，欧洲的医生开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升，此后又陆续发现12000多名因母亲服用反应停而导致的海豹婴儿！这一事件成为医学史上的一大悲剧。

后来研究发现，反应停是一种手性药物，是由分子组成完全相同仅立体结构不同的左旋体和右旋体混合组成的，其中右旋体是很好的镇静剂，而左旋体则有强烈的致畸作用。

到底什么是手性药物？用什么技术或方法能够分别获得左旋体和右旋体来进行研究和安全有效地使用呢？手性药物分子有一个共同的特点就是存在着互为实物和镜像关系两个立体异构体，一个叫左旋体，另一个叫右旋体。

就好比人的左手和右手，相似而不相同，不能叠合。

目前临床上常用的1850多种药物中有1045多种是手性药物，高达62%。

像大家所熟知的紫杉醇、青蒿素、沙丁胺醇和萘普生都是手性药物。

手性是宇宙的普遍特征。

早在一百多年前，著名的微生物学家和化学家巴斯德就英明地预见“宇宙是非对称的……，所有生物体在其结构和外部形态上，究其本源都是宇宙非对称性的产物”。

因此，科学家推断，由于长期宇宙作用力的不对称性，使生物体中蕴藏着大量手性分子，如氨基酸、糖、DNA和蛋白质等。

绝大多数的昆虫信息素都是手性分子，人们利用它来诱杀害虫。

很多农药也是手性分子，比如除草剂，其左旋体具有非常高的除草性能，而右旋体不仅没有除草作用，而且具有致突变作用，每年有2000多万吨投放市场，其中1000多万吨是环境污染物。

除草剂自1997年起以单旋体上市，10年间少向环境投放约1亿吨化学废物。

研究还发现，单旋体手性材料可以作为隐形材料用于军事领域。

左旋体和右旋体在生物体内的作用为什么有这么大的差别呢？由于生物体内的酶和受体都是手性的，它们对药物具有精确的手性识别能力，只有匹配时才能发挥药效，误配就不能产生预期药效。

手性分子与健康用药作为生命活动重要基础的生物大分子，很多是手性的。

这些大分子在体内往往具有重要的生理功能。

光学纯手性药物的药理作用是通过与体内大分子之间的严格手性匹配与分子识别而实现的。

含手性因素的化学药物的对映体在人体内的药理活性、代谢过程及毒性存在着显著差异，利用“手性”的原理与技术开发新药，已经成为国际医药界的新方向之一。

手性药物研究是当前新药研究的发展方向和热点。

手性药物是指只含单一对映体的药物。

有手性因素的化合物，其化学组分相同，但可因空间立体结构不同而成对映的两个异构体，称为对映体，恰如人的左右手。

生物大分子如蛋白质、多糖、核酸等全有手征性。

除细菌等生物以外蛋白质都是由左旋的L-氨基酸组成；多糖和核酸中的糖则是右旋的D-构型。

它们在生物体内造成手性环境。

药物在进人生物体内后，其药理作用多与它和体内靶分子之间的手性匹配和分子识别能力有关。

因此含手性的化学药物，其不同对映体显示了不同的药理作用。

已经发现很多药物的手性异构体具有不同药理作用。

手性药物按其作用可分两类：1.异构体具有完全不同的药理作用。

如R-构型是药物，S-构型是毒物或另一种药物。

反应停就是一例，在上个世纪50年代曾遭遇过惨败，德国一家制药公司曾经开发出一种治疗孕妇早期不适的药物——反应停，药效很好，但医生很快发现，服用了反应停的孕妇生出来的婴儿很多四肢残缺。

又如R-布洛芬在人体内消旋化给药比单独给药时清除率高。

羧苄西林各对映体在HSA的华法林结合位点上发生竞争.(+)-R-普萘洛尔竞争性地取代活性体(-)-S-普萘洛尔，导致后者血浆蛋白结合率下降。

在大鼠中的毒性研究发现，消旋体的毒性比单个对映体更强。

抗心律失常药丙吡胺的主要代谢产物N-去甲基丙吡胺的对映体能竞争性地取代母体药物对映体在酸性糖蛋白上的结合。

在肾功能欠佳的患者中N-去甲基丙吡胺浓度较高，导致(+)-丙吡胺游离浓度增高而毒性增加。

2.异构体具有性质类似的药理作用。

化学合成中的手性化学反应手性化学反应是指在化学合成过程中，因为化合物分子的手性结构不同而导致反应产物具有不同结构或构型的一种反应。

手性分子是指分子中存在手性中心（即对称轴或中心对称面）的分子。

手性分子是通过手性化学反应来制备手性化合物的基础。

手性化学反应主要包括具有对映异构体产物的反应和只产生单一手性类型的反应。

前者包括非对称合成方法、对映选择性催化反应和对映选择性反应等，后者包括光化学反应、酶催化反应和手性催化反应等。

非对称合成方法是指在化学反应过程中，使用非对称合成试剂，使得产生的反应产物中只含有一种手性。

例如，通过乙醇酰氯或苯甲醰氯和相应的手性胺反应，可以制备苯甲酰丙酸的非对称合成方法，这种方法可以有效地得到高对映选择性的产物。

对映选择性催化反应是指使用具有手性配体的催化剂，使得反应中只能形成单一手性类型的产物。

例如，在不对称的C-C键形成过程中使用手性催化剂，可以使得产生的反应产物可以高度选择性地形成具有一种手性的单一立体异构体。

光化学反应是指在分子和剂子之间发生电子转移或质子转移的反应，由于转移电子或质子需要同阶段的空间取向相同，会使分子中只有一种手性体发生转移，从而实现手性选择性。

例如，在超立方体分子中，选择性地控制立方体内配体顶部与螯合离子的空间取向，就可以制备不对称的配合物。

酶催化反应的机理是通过酶催化分子中具有手性中心的反应，从而只产生同一种对映异构体的产物。

例如，在生物合成过程中，对酶就是通过这种手性催化反应产生高度只有一种对映异构体的多糖类生物基。

这种手性选择性的反应机理可以为当今药物合成和成分分析等领域提供重要的支持。

手性催化反应是指使用具有手性催化剂来促进反应的手性选择性。

这种反应机理可以制备很多基于手性分子的化合物。

例如，手性配体的选择性催化反应可以制备高度特异性化的金属络合物。

综上所述，手性化学反应是一类开创性的化学技术，尤其是当研究者意图对大规模合成需要同时精细控制手性、构型、组合、各向异性和手性信元时。

“反应停”事件与手性药物二十世纪六十年代，一种名叫“反应停”的药物曾经带给人类空前的灾难。

反应停即沙利度胺（Thalidomide）是一种镇静药，孕妇服用后，可减轻妊娠呕吐反应。

服用后发现，所生婴儿为缺乏上肢，手掌直接连在肩上的畸胎（海豹儿）。

后来经过研究表明，反应停是消旋体，其中S-(―)-沙利度胺的二酰亚胺进行酶促水解，生成邻苯二甲酰谷氨酸，后者可渗入胎盘，干扰胎儿的谷氨酸变为叶酸的生化反应，从而干扰胎儿的发育，造成畸胎。

而R-(＋)-异构体不易与代谢水解的酶结合，不会产生相同的代谢产物，因而并不致畸。

这一对对映体都有镇静作用，若当初生产该药时将旋光异构体分开，去除S-(－)-异构体，单用R-(＋)-异构体用以治疗呕吐，就可以避免畸胎惨祸。

（后来，有研究表明这对对映体在体内代谢过程中可消旋化，因此都不能作为孕妇服用的镇静药）。

N O O N O O（R）-thalidomide（S）-thalidomide沙利度胺的一对对映体结构自从“反应停”事件后,发达国家的药审部门对手性药物对映体之间不同的药理研究开始重视。

加拿大健康防护部门（CHPB）在1993年11月公布了有关手性药物开发的简要指南。

欧共体则于1994年5月发布了最终指南。

美国FDA 在总结手性药物临床经验与教训的基础上，于1992年5月颁发了手性药物指导原则。

它认为手性药物以单一对映体的形式能更好地控制病情，简化剂量-效应的关系。

虽然不排除以消旋体申请药物，但首先要分离对映体，并要求阐明手性药物中单一对映体的药理、毒理和临床效果。

否则对映体有可能作为50%的杂质对待而难以批准。

许多国家规定，凡结构中具有不对称因素的药物，即“手性药物”，必须拆分其相应的立体异构体，并分别研究其药理、毒理和药物代谢性质。

对已上市的消旋体药物，要重新评价其光学异构体的性质。

目前临床上常用的1850多种药物中有1045多种是手性药物，高达62%。

像大家熟知的紫杉醇、青蒿素、沙丁胺醇和萘普生均为手性药物。