非鏡像異構物

非鏡像異構物 (Diastereomers)
國立臺灣師範大學化學研究所碩士生張維中/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

非鏡像異構物是指屬於立體異構物（stereoisomers），但不屬於鏡像異構物（enantiomers）的所有同分異構物，所涉及的異構物（isomer）稱為非鏡像異構物（diastereomers）。它們包括幾何異構物（順反異構物，cis-trans isomers）、構像異構物（conformers）、內消旋化合物（meso compound）以及具有非鏡像關係的光學異構物。狹義的說，非鏡像異構物僅包含具有一個或多個立體中心（stereocenter），但不為鏡像關係的化合物 。

通常情況下，這些化合物不僅旋光性質不同，而且很多物理性質和化學性質也不相同。如反-2-丁烯和順-2-丁烯為順反異構物，是非鏡像異構物中的一種。反-2-丁烯和順-2-丁烯因為鍵的極矩不同，順-2-丁烯為非極性分子而反-2-丁烯為極性分子，因此造成了沸點的不同，也就是物理性質的不同。

不只是幾何異構物（順反異構物）具有不同的物理性質，其它非鏡像異構物也都具有不同的物理性質。如圖二為2,3-二溴琥珀酸，這兩種非鏡像異構物的熔點相差近100 ℃。而非鏡像異構物的特性也被用來分離鏡像異構物上面，將鏡像異構物和具有立體中心的化合物反應鍵結，形成非鏡像異構物，利用物理性質的不同以矽膠管柱層析或是再結晶分離得到單一的非鏡像異構物，再將先前利用化學反應接上去的立體中心化合物離去，就可得到單一的鏡像異構物。

非鏡像異構物（diastereomers）–兩個以上的立體中心化合物
例如： 化合物（I）和化合物（II）為鏡像異構物、化合物（III）和化合物（IV）為鏡像異構物、化合物（I）和化合物（III）為非鏡像異構物、化合物（I）和化合物（IV）為非鏡像異構物、化合物（II）和化合物（III）為非鏡像異構物、化合物（II）和化合物（III）為非鏡像異構物。

幾何異構物（順反異構物，cis-trans isomers）
雙鍵的順反異構物：下面這兩種立體異構物彼此不為鏡像，所以並非鏡像異構物，而是非鏡像異構物。
雙鍵結構的順反異構物：

環類結構的順反異構物：
環類化合物也有可能是順反異構物，反-1,2-二甲基環戊烷、順-1,2-二甲基環戊烷互為幾何異構物，因此同時也是非鏡像異構物。

內消旋化合物（meso compound）
化合物具有一個以上的立體中心，但不具有光學活性（optical avtive）。Meso-在德文中為”中間”的意思，指光學活性界於左旋性（levorotatory）以及右旋性（dextrorotatory）之間。多數的內消旋化合物都具有一個分子內的對稱面，在對稱面的兩邊具有相反的立體中心。

構像異構物（conformers）
構像異構物也是一種立體異構物，分子具有相同的化學式但經由一個單鍵旋轉可以得到不同構像異構物，有三種因素會使的某些構像異構物較為穩定。

1. 與骨幹相連的各組原子形成交錯（staggered）現象，這是乙烷較常以交錯方式存在的原因
2. 立體排斥現象也會使某些構像異構物較常發生
3. 極性鍵结的鍵矩（bond moments）能使某些構像異構物較穩定
不同的構像異構物，會因為鍵結位置的旋轉而互相變換，且不會破壞化學鍵。

丁烷的構像異構物