外消旋化

在化学中，外消旋化是指通过加热或化学反应，将有光学活性的化合物转化为外消旋（无光学活性）形式。一半的光学活性物质成为其镜像（对映体），被称为外消旋混合物（即含有等量的（+）和（-）形式）。如果外消旋的结果是D型和L型对映体数量相等的混合物，所得到的样品被描述为外消旋混合物或外消旋物。外消旋可以通过一些不同的机制进行，它在药理学中具有特殊的意义，因为不同的对映体可能具有不同的药效。

手性分子有两种形式（在每个不对称点），它们的光学特性不同。左旋形式（（-）-形式）将使光束的偏振面向左旋转，而右旋形式（（+）-形式）将使光束的偏振面向右旋转。这两种形式在3维空间旋转时是不可叠加的，被称为对映体。这个符号不要与D和L分子的命名相混淆，后者是指D-甘油醛和L-甘油醛的结构相似。另外，(R)-和(S)-指的是基于Cahn-Engold-Prelog优先命名规则的分子的化学结构，而不是光的旋转。外消旋化发生在一个纯形式的对映体转化为等比例的两个对映体，形成外消旋体。当右旋分子和左旋分子的数量相等时，外消旋体的净旋光度为零。对映体也应与非对映体区分开来，非对映体是立体异构体的一种类型，在立体中心周围有不同的分子结构，不是镜像。

外消旋体可能具有与纯对映体之一不同的物理特性，因为分子间的相互作用不同（见生物意义部分）。从纯对映体到外消旋体的变化可以改变其密度、熔点、溶解度、熔化热、折射率及其各种光谱。外消旋体的结晶可以产生独立的（+）和（-）形式，或单一的外消旋化合物。

一般来说，大多数生化反应是立体选择的，所以只有一种立体异构体会产生预期的产品，而另一种则根本不参与或会引起副作用。值得注意的是，氨基酸的L型和糖类（主要是葡萄糖）的D型通常是生物反应的形式。这是由于许多生物分子是手性的，因此特定对映体之间的反应会产生纯粹的立体异构体。同样值得注意的是，所有的氨基酸残基都以L形式存在。然而，细菌产生的D-氨基酸残基会聚合成短多肽，可在细菌细胞壁中找到。这些多肽不容易被肽酶消化，由细菌酶合成，而不是通常产生L-氨基酸的mRNA翻译。大多数生化反应的立体选择性质意味着一种化学品的不同对映体可能具有不同的特性和对人的影响。许多精神药物的异构体之间显示出不同的活性或疗效，例如，安非他明经常以外消旋盐的形式配发，而活性更强的右旋安非他明则保留给难治性病例或更严重的适应症；另一个例子是美沙酮，其中一个异构体具有阿片类药物激动剂的活性，另一个则是NMDA拮抗剂。药物的外消旋化可以在体内发生。沙利度胺的（R）对映体对晨吐有效，而（S）对映体具有致畸性，在怀孕的头三个月服用会导致出生缺陷。如果只给人类受试者服用一种对映体，以后可能会在血清中发现两种形式。

因此，该药被认为对育龄妇女不安全，虽然它有其他用途，但其使用受到严格控制。沙利度胺可用于治疗多发性骨髓瘤。另一种常用的药物是布洛芬，它只有一个对映体具有抗炎作用，而另一个对映体在生物学上是惰性的。同样，在西酞普兰（Celexa）中，（S）立体异构体比（R）对映体的活性要高得多，这是一种抑制5-羟色胺再摄取的抗抑郁剂。因此，药物的构型稳定性是制药研究中的一个感兴趣的领域。制药工业中对映体的生产和分析是在手性有机合成领域研究的。外消旋混合物的形成外消旋化可以通过简单地混合等量的两个纯对映体来实现。外消旋化也可以在化学相互转化中发生。