光学异构体的命名系统（DL和RS系统）以及序列规则

DL命名法（DL System of Nomenclature）是用于最优异构体（optimal isomers）的命名系统。

大约在1900年，Fischer和Rosanoff开发了d/l系统。由于C2位置的羟基（OH）位于分子的右侧，因此（+）甘油醛被任意指定为D型；而（-）甘油醛因为羟基位于左侧，被归类为L型。



分子的命名是通过将其与甘油醛进行关联，并使用“dexter”（右）和“leaf”（左）系统来确定的。在这种命名法中，氨基酸和碳水化合物是根据它们的对映体来区分的。这种任意的构型被称为“相对构型”。

• 在费歇尔投影式中，羰基（醛、酮、羧酸）会位于顶部，而 CH2OH 会位于底部。
• 对于碳原子2来说，当OH或NH2基团位于其右侧时，使用“D”描述符；而当它们位于左侧时，则使用“L”描述符。因此，通过分析分子中第二个碳原子（从底部开始计数）的立体化学性质，就可以确定分子中所有其他立体中心的立体化学构型。
• 右旋和左旋对映体并不使用 d/l 命名法来区分。它们的立体化学结构与甘油醛的左旋或右旋对映体相似。例如，左旋物质如 D-果糖就是这样的例子。因此，所有天然氨基酸都具有 L-构型，而所有天然碳水化合物都具有 D-构型。从这个意义上说，(+)-葡萄糖具有 D-构型，而(+)-核糖具有 L-构型。

《糖公约》的局限性

• 糖分子中存在多个手性中心。这里展示了具有最高手性中心编号的手性中心的构型，而其他中心的构型则没有显示（在名称中被隐藏了）。
• 在将化合物从一个系列转化为另一个系列的过程中，又出现了一个复杂问题。从 D-葡萄糖通过氧化得到的糖酸被赋予了 D-构型。其中具有最多手性构型的碳原子是 D-构型；而具有最高手性构型的碳原子实际上是 L-构型（其化学式为 25）。然而，这种方法存在一个严重的问题：同一个分子可能同时具有 D-构型和 L-构型。
• 可能需要根据参考化合物是甘油醛（手性碳原子数最多）还是羟基或氨基酸（手性碳原子数最少），将 (+)-酒石酸和 (-)-苏氨酸分别标记为 D 或 L 型。此外，这种分类方法仅适用于糖类、氨基酸和羟基酸，因此应用范围较为有限。
• 羟基酸或氨基酸的命名规则

当使用费歇尔投影式中的最低编号的α-羟基或α-氨基时，手性中心通过D-和L-前缀来表示。对于α-OH或α-NH2基团，如果它们位于右侧，则使用D-前缀；如果位于左侧，则使用L-前缀。

RS最优异构体命名系统

罗伯特·西德尼·卡恩（Robert Sidney Cahn）、克里斯托弗·英戈尔德（Christopher Ingold）和弗拉基米尔·普雷洛格（Vladimir Prelog）在1956年共同开发了一套命名系统，该系统将分子中的手性中心与其绝对构型联系起来。当这种命名方法被引入IUPAC的命名体系后，无论分子中是否存在多个不对称中心，都能为手性分子提供准确且无歧义的名称。

当光线穿过含有手性分子的溶液时，这些手性分子通常会使平面偏振光发生旋转。然而，平面偏振光的旋转并不能揭示手性化合物的旋光性（RS构型）。需要强调的是，这种说法并不准确。另一种描述手性分子结构的方法是使用费歇尔-罗萨诺夫（Fischer-Rosanoff）命名法。该方法是对整个分子进行命名，而不是针对每个手性中心进行标注；对于具有多个手性中心的分子，这种方法往往会导致描述结果不明确。

RS系统的优先规则

有一个弯曲的箭头用来指示手性中心是 R 型还是 S 型，这取决于连接到该手性中心上的基团的优先顺序。

“First Rule”

根据与手性中心直接相连的原子的原子序数，对每个基团进行优先级排序。

• 原子序数最高的原子具有优先权。
• 原子序数最小的原子具有最低的优先级。

因此，一个氧原子（O，原子序数为8）、一个碳原子（C，原子序数为6）、一个氯原子（Cl，原子序数为17）以及一个溴原子（Br，原子序数为35）以这样的顺序连接在手性中心上：Br > Cl > O > C。同位素的排序依据是原子质量最大的那个。

第二条规则

为了确定优先级顺序，会使用与手性中心相连的下一个原子的原子序数，并从该中心开始递增这个数字，直到找到第一个差异点。换句话说，通过相同原子连接到手性中心的不同基团会根据其原子序数被赋予不同的优先级。一个手性中心由三个连接到同一原子的基团组成：-CH3、-CH2CH3 和 -CH2OH。当我们检查下一个相连的原子时，会发现：


由于氧的原子序数大于碳，而碳的原子序数又大于氢，因此在优先级排序中，氧排在第一位。

CH2OH > –CH2CH3 > –CH3

某些组别按照优先顺序列出如下：

–I > –Br > –Cl > –SH > –OR > –OH > –NHR > –NH2 > –COOR > –COOH > –CHO > –CH2OH > –C6H5 > –CH3 > –2H > –1H

如果一个手性中心所连接的基团的优先级相同，那么这个手性中心本身就不是手性的。为了使分子在空间中正确对齐，优先级最低的基团必须朝向观察者的反方向，并且位于手性中心的后面。可以通过绘制一条弯曲的箭头来连接从最高优先级基团到最低优先级基团的路径，从而形成一个圆圈。

• 顺时针旋转后，手性中心的构型为 R，其中 "R" 来自拉丁语 "rectus"，意为“右”。
• 根据拉丁语“sinister”（意为“左边的”），一个圆的手性中心形状类似于字母“S”。

根据 RS 系统的第三条规则，当手性中心的基团中含有双键或三键时，我们可以确定该手性中心的构型。在为含有双键和三键的原子分配优先级时，需要考虑原子之间的重复性和三键的特性。

当一个 Y 原子连接到一个碳原子上时，同时另一个 Y 原子也连接到一个碳原子上，就会形成双键。当一个碳原子同时连接三个 Y 原子，而另一个 Y 原子也连接到一个碳原子上时，这就被称为 C ≡ Y 三键。