晶体日记(十六)迷惑的手性?
说实话,我一直搞不清分子内部的手性,R/S, L/D...如果不是借助于软件,我大概率会识别错。所以不要跟我没有上过大学化学的人一般见识,讨论这些东西…还好这并不妨碍晶体学实验。况且我一直以为手性是个小众的话题,并不复杂,然而却总是遇到一些“啼笑皆非”的事情。
Flack系数讨论
有个同学问我说:“老师,我这个flack 值都已经是0了,为什么审稿人说我没有确定手性?审稿人这不是无理取闹吗?”
无独有偶,在某论坛里,同样的问题,居然有那么多的跟帖说可以确定手性,x小于0.3就行,要跟审稿人argue…
科学分析说明
严格来说,我们并没有测定分子的手性,我们测定的是晶体的绝对结构。所以Flack x只是表征了晶体的手性or极性(坐标系,绝对结构),进而我们才去推导分子的手性。XL中的Flack x的计算方法现在也有两种, classical fit to all intensities 以及selected quotients (Parsons'' method)。此外还有原理上类似的Hooft 方法。既然有这么多方法来帮助判定手性,那么就一定有存在的理由。至于具体数学算法上的事情,那是真正科学家的事情,我等只有看的份。通常情况下好的数据,Flack x ,Hooft y,Parsons z 给出的数值都会站在一边。然而对于一些测试上没有过关,质量不好,或者有难度的数据,它们就不一定站在“一边”了。而问题大多依旧出在u的数值上。
比如这个数据:
Flack x = 0.045(571) by classical fit to all intensities
Flack x = 1.080(999) from 1517 selected quotients (Parsons'' method)
Hooft y: 0.1(9), Flack x: 1.1(10)
有位老师给出了一句特别好玩的评论,分享如下:
不过偶尔我们也会遇到u值很小,但Flack给出相反的答案的情况。比如曾经遇到过的数据:
不过实话说,对于手性,一直以来我还是狭隘了。虽然概念上确实手性是个立体的概念。但涉及到分子,就狭隘到了手性中心,一时间似乎觉得自己又变成了二维生物无法理解三维世界。后来理解了一旦有原因,造成了某个分子和它的镜像分子无法重叠。那么这个分子就是手性的。这个原因可以是点,线,面,体;对应着0维,1维,2维,3维。
▲图1 基于点、线(轴)、面和体的手性分子
图片来源:https://www.zhihu.com/question/340586101
总结
但是不管是什么样的手性,在晶体里永远躲不开绝对结构的概念,不然就不能确定手性。至少在我的理解范畴之内,所有的手性都没有什么区别。所以诸如中心对称的空间群确定分子的面手性,无异于天方夜谭。所以简单下来,手性就只是数学上的概念了,知道怎么回事也就不迷惑了。