ในวิชาเคมีเอนันติโอเมอร์^{( /ɪˈnænti.əmər, ɛ-, -oʊ-/ [ 1 ] ih-NAN-tee-ə-mər ) หรือที่รู้จักกันในชื่อไอโซเมอร์เชิงแสง [} 2 ] ^{แอนติ}โพด [ 3 ] ^{หรือแอ}นติ^{โพดเชิงแสง} [ 4 ] ^{คือหนึ่ง}ในคู่ของโมเลกุลที่เป็นภาพสะท้อนซึ่งกันและกันและไม่สามารถซ้อนทับกัน ^ได้

โมเลกุลเอนันติโอเมอร์เปรียบเสมือนมือซ้ายและมือขวา: ไม่สามารถวางทับกันได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเป็นภาพสะท้อนในกระจกก่อน^{[ 5 ]}ความสัมพันธ์นี้เป็นเพียงความสัมพันธ์ของไครัลลิตี้และความสัมพันธ์สามมิติถาวรระหว่างโมเลกุลหรือโครงสร้างทางเคมีอื่นๆ: การจัดเรียงตัวใหม่ของโมเลกุลโดยรวมหรือ การเปลี่ยนแปลง โครงสร้าง ไม่ สามารถเปลี่ยนสารเคมีหนึ่งให้กลายเป็นเอนันติโอเมอร์ได้ โครงสร้างทางเคมีที่มีไครัลลิตี้จะหมุนแสงโพลาไรซ์ระนาบ^{[ 6 ]}ส่วนผสมของเอนันติโอเมอร์แต่ละชนิดในปริมาณเท่ากันส่วนผสมราเซมิกหรือราเซเมตจะไม่หมุนแสง^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

สเตอริโอไอโซเมอร์ประกอบด้วยทั้งเอนันติโอเมอร์และไดแอสเตอริโอเมอร์ ไดแอสเตอริโอเมอร์เช่นเดียวกับเอนันติโอเมอร์มีสูตรโมเลกุลเดียวกันและไม่สามารถซ้อนทับกันได้ อย่างไรก็ตามพวกมันไม่ใช่ภาพสะท้อนของกันและกัน^{[ 10 ]}

มีหลักเกณฑ์การตั้งชื่อที่ใช้กันทั่วไปสามแบบสำหรับการระบุหนึ่งในสองเอนันติโอเมอร์ ( การกำหนดค่าสัมบูรณ์ ) ของโมเลกุลไครัลที่กำหนด ได้แก่ ระบบ R/S ซึ่งอิงตามรูปทรง เรขาคณิตของโมเลกุล ระบบ (+)- และ (−)- (หรือเขียนโดยใช้d-และl- ซึ่งเป็นคำที่เลิกใช้แล้ว ) ซึ่งอิงตามคุณสมบัติการหมุนเชิงแสง และ ระบบ D / L ซึ่งอิงตามความสัมพันธ์ของโมเลกุลกับเอนั น ติโอเมอร์ของกลีเซอรัลดีไฮด์

ระบบ R/S ขึ้นอยู่กับเรขาคณิตของโมเลกุลโดยสัมพันธ์กับศูนย์ไครัล^{[ 11 ]}ระบบ R/S จะถูกกำหนดให้กับโมเลกุลโดยอิงตามกฎลำดับความสำคัญที่กำหนดโดยกฎลำดับความสำคัญของ Cahn–Ingold–Prelogซึ่งกลุ่มหรืออะตอมที่มีเลขอะตอมมากที่สุดจะได้รับลำดับความสำคัญสูงสุด และกลุ่มหรืออะตอมที่มีเลขอะตอมน้อยที่สุดจะได้รับลำดับความสำคัญต่ำสุด

สัญลักษณ์ (+) หรือ (−) ใช้เพื่อระบุการหมุนเชิงแสง ของโมเลกุล ซึ่งเป็นทิศทางที่โพลาไรเซชันของแสงหมุนเมื่อผ่านสารละลายที่มีโมเลกุลนั้นอยู่^{[ 12 ]}เมื่อโมเลกุลถูกระบุว่าเป็นแบบเดกซ์โทรโรทารี มันจะหมุนระนาบของแสงโพลาไรซ์ตามเข็มนาฬิกา และสามารถใช้สัญลักษณ์ (+) แทนได้^{[ 11 ]}เมื่อถูกระบุว่าเป็นแบบเลโวโรทารี มันจะหมุนระนาบของแสงโพลาไรซ์ทวนเข็มนาฬิกา และสามารถใช้สัญลักษณ์ (−) แทนได้^{[ 11 ]}

คำภาษาละตินสำหรับซ้ายคือlaevusและsinisterและคำสำหรับขวาคือdexter (หรือrectusในความหมายว่าถูกต้องหรือมีคุณธรรม) คำภาษาอังกฤษrightเป็นคำที่มีรากศัพท์เดียวกันกับrectusนี่คือที่มาของ สัญลักษณ์ D / LและR / Sและการใช้คำนำหน้าlevo-และdextro-ในชื่อ สามัญ

คำนำหน้าar- มา จากภาษาละตินrecto (ขวา) ใช้กับโมเลกุลแบบมือขวา และes- มาจากภาษาละตินsinister (ซ้าย) ใช้กับโมเลกุลแบบมือซ้าย ตัวอย่างเช่นketamine , arketamine , esketamine ^{[ 13 ]}

อะตอมที่ไม่สมมาตรเรียกว่าศูนย์ไครัล [ ^{14 ] [ 15 ] ซึ่ง}เป็นสเตอริโอเซ็นเตอร์ชนิดหนึ่งศูนย์ไครัลยังเรียกว่าศูนย์ไครัล^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}หรือ ศูนย์ ที่ไม่สมมาตร^{[ 19 ]}บางแหล่งข้อมูลใช้คำว่าสเตอริโอเซ็นเตอร์ศูนย์สเตอริโอเจนิกอะตอมสเตอริโอเจนิกหรือสเตอริโอเจนเพื่ออ้างถึงเฉพาะศูนย์ไครัล^{[ 16 ] [ 18 ] [ 20 ]} ในขณะที่แหล่งข้อมูลอื่นใช้คำเหล่านี้ในวงกว้างกว่าเพื่ออ้างถึงศูนย์ที่ส่งผลให้เกิด ไดแอสเตอริโอเมอ ร์ (สเตอริโอไอโซเมอ ^ร์ที่ไม่ใช่เอนันติโอเมอร์) ด้วย^{[ 15 ] [ 21 ] [ 22 ]}

สารประกอบที่มีอะตอมอสมมาตรเพียงหนึ่งอะตอม (หรือจำนวนคี่ใดๆ) จะเป็นไครัลเสมอ อย่างไรก็ตาม สารประกอบที่มีอะตอมอสมมาตรเป็นจำนวนคู่บางครั้งอาจขาดความเป็นไครัล เนื่องจากอะตอมเหล่านั้นเรียงตัวเป็นคู่สมมาตรแบบกระจกเงา และเรียกว่าสารประกอบเมโซตัวอย่างเช่นกรดเมโซ ทาร์ทาริก (แสดงทางด้านขวา) มีอะตอมคาร์บอนอสมมาตรสองอะตอม แต่ไม่แสดงเอนันติโอเมอริซึมเนื่องจากมีระนาบสมมาตรแบบกระจกเงา ในทางกลับกัน มีรูปแบบของความเป็นไครัลที่ไม่จำเป็นต้องมีอะตอมอสมมาตร เช่นความเป็นไครัลแบบแกนแบบระนาบและ แบบ เกลียว^{[ 16 ] : หน้า 3}

แม้ว่าโมเลกุลไครัลจะขาดสมมาตรการสะท้อน (C _s ) และ สมมาตรการ หมุนสะท้อน (S _{2 n} ) แต่ก็สามารถมีสมมาตรโมเลกุล อื่นๆ ได้ และสมมาตรของมันถูกอธิบายโดยกลุ่มจุด ไครัลกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง ได้แก่ C _n , D _n , T, O หรือ I ตัวอย่างเช่นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นไครัลและมีสมมาตร C ₂ (การหมุนสองเท่า) กรณีไครัลทั่วไปคือกลุ่มจุด C ₁ซึ่งหมายถึงไม่มีสมมาตร ซึ่งเป็นกรณีของกรดแลคติก

ตัวอย่างของเอนันติโอเมอร์ดังกล่าวคือยาระงับประสาททาลิโดไมด์ซึ่งวางจำหน่ายในหลายประเทศทั่วโลกตั้งแต่ปี 1957 จนถึงปี 1961 ยานี้ถูกถอนออกจากตลาดเมื่อพบว่าทำให้เกิดความพิการแต่กำเนิด เอนันติโอเมอร์หนึ่งตัวทำให้เกิดผลระงับประสาทที่พึงประสงค์ ในขณะที่อีกตัวหนึ่งซึ่งมีอยู่ในปริมาณเท่ากัน โดยหลีกเลี่ยงไม่ได้ ^{[ 23 ] ทำให้เกิดความพิการแต่กำเนิด [ 24 ]}

สารกำจัดวัชพืชเมโคพรอปเป็นสารผสมราเซมิก โดยที่ ( R )-(+)-เอนันติโอเมอร์ ("เมโคพรอป-พี", "ดูพลอซาน เควี") มีฤทธิ์ในการกำจัดวัชพืช^{[ 25 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งคือยาต้านอาการซึมเศร้า เอสซิตาโลแพรมและซิตาโลแพรมซิตาโลแพรมเป็น สารผสมราเซ เม ต [ส่วนผสม 1:1 ของ ( S )-ซิตาโลแพรม และ ( R )-ซิตาโลแพรม] ในขณะที่เอสซิตาโลแพรม [( S )-ซิตาโลแพรม] เป็นเอนันติโอเมอร์บริสุทธิ์ โดยทั่วไปแล้วปริมาณยาของเอสซิตาโลแพรมจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของปริมาณยาของซิตาโลแพรม ในที่นี้ (S)-ซิตาโลแพรมเรียกว่าตัวเปลี่ยนไครัลของซิตาโลแพรม

สารประกอบเอนันติโอเพียวประกอบด้วยเอนันติโอเมอร์เพียงหนึ่งในสองชนิดเท่านั้น ความบริสุทธิ์ของเอนันติโอเมอร์มีความสำคัญในทางปฏิบัติ เนื่องจากองค์ประกอบดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการรักษาที่ดีขึ้น^{[ 26 ]}การเปลี่ยนจากยาแบบราเซมิกไปเป็นยาแบบเอนันติโอ เพียว เรียกว่าการเปลี่ยนไครัลในหลายกรณี เอนันติโอเมอร์มีผลที่แตกต่างกัน กรณีหนึ่งคือโพรโพไซฟีน คู่เอนันติโอเมอร์ของโพรโพไซฟีนถูกขายแยกกันโดยบริษัทอีไลลิลลี่ หนึ่งในคู่หูคือเดกซ์โทร โพรโพไซฟีน ซึ่ง เป็นยา แก้ปวด (ดาร์วอน) และอีกคู่หนึ่งเรียกว่าเลโวโพรโพไซฟีน ซึ่งเป็น ยาแก้ไอที่มีประสิทธิภาพ(โนฟราด) ^{[ 27 ] [ 28 ]}  เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าชื่อทางการค้าของยา ดาร์วอน และ โนฟราด ยังสะท้อนถึงความสัมพันธ์แบบภาพสะท้อนทางเคมี ในกรณีอื่นๆ อาจไม่มีประโยชน์ทางคลินิกต่อผู้ป่วย ในบางเขตอำนาจศาล ยาที่มีเอนันติโอเมอร์เดียวสามารถจดสิทธิบัตรแยกต่างหากจากส่วนผสมแบบราเซมิกได้^{[ 29 ]}เป็นไปได้ว่ามีเพียงไอโซเมอร์ตัวใดตัวหนึ่งเท่านั้นที่ออกฤทธิ์ หรืออาจเป็นไปได้ว่าทั้งสองตัวออกฤทธิ์ ซึ่งในกรณีนี้การแยกส่วนผสมไม่มีประโยชน์ใดๆ แต่จะช่วยยืดอายุสิทธิบัตรของยาได้^{[ 30 ]}

ในกรณีที่ไม่มีสภาพแวดล้อมของเอนันติโอเมอร์ที่มีประสิทธิภาพ ( สารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยา ไครัล หรือการแยกแบบจลนศาสตร์ ) การแยกสารผสมราเซมิกออกเป็นส่วนประกอบของเอนันติโอเมอร์นั้นเป็นไปไม่ได้ แม้ว่าสารผสมราเซมิกบางชนิดจะตกผลึกเองได้ในรูปของสารประกอบราเซมิกซึ่งผลึกของเอนันติโอเมอร์จะแยกออกจากกันทางกายภาพและสามารถแยกออกจากกันได้ด้วยวิธีการทางกล อย่างไรก็ตาม ราเซมิกส่วนใหญ่จะเกิดเป็นผลึกที่มีเอนันติโอเมอร์ทั้งสองในอัตราส่วน 1:1

ในงานวิจัยบุกเบิกของเขาหลุยส์ ปาสเตอร์สามารถแยกไอโซเมอร์ของโซเดียมแอมโมเนียมทาร์เทรต ได้ เนื่องจากเอนันติโอเมอร์แต่ละชนิดตกผลึกแยกกันจากสารละลาย แน่นอนว่า ผลึกเอนันติโอเมอร์ที่เกิดขึ้นจะมีปริมาณเท่ากัน แต่สามารถแยกผลึกทั้งสองชนิดออกจากกันได้ด้วยแหนบ พฤติกรรมนี้ถือว่าผิดปกติ วิธีการที่พบได้น้อยกว่าคือการแยกตัวของ เอนันติโอเมอ ร์ เอง

กลยุทธ์ที่สองคือการสังเคราะห์แบบไม่สมมาตร: การใช้เทคนิคต่างๆ เพื่อเตรียมสารประกอบที่ต้องการด้วยความบริสุทธิ์ทางเอนันติโอเมอร์ สูง เทคนิคที่ครอบคลุม ได้แก่ การใช้สารตั้งต้นไครัล ( การสังเคราะห์แบบไครัลพูล ) การใช้สารช่วยไครัลและตัวเร่งปฏิกิริยาไครัลและการประยุกต์ใช้การเหนี่ยวนำแบบไม่สมมาตรการใช้เอนไซม์ ( ไบโอคะตาไลซิส ) ก็อาจผลิตสารประกอบที่ต้องการได้เช่นกัน

กลยุทธ์ที่สามคือการสังเคราะห์แบบเอนันติโอคอนเวอร์เจนท์ซึ่งเป็นการสังเคราะห์เอนันติโอเมอร์หนึ่งตัวจากสารตั้งต้นแบบราเซมิก โดยใช้เอนันติโอเมอร์ทั้งสองตัว การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไครัลจะทำให้เอนันติโอเมอร์ทั้งสองตัวของสารตั้งต้นกลายเป็นเอนันติโอเมอร์ตัวเดียวของผลิตภัณฑ์^{[ 31 ]}

ไอโซเมอร์เชิงแสงอาจไม่สามารถแยกได้หากมีเส้นทางที่เข้าถึงได้สำหรับการเกิดราซีไมเซชัน (การเปลี่ยนรูปไปมาระหว่างไอโซเมอร์เชิงแสงเพื่อให้ได้สารผสมราซีมิก) ที่อุณหภูมิและช่วงเวลาที่กำหนด ตัวอย่างเช่น เอมีนที่มีหมู่แทนที่ที่แตกต่างกันสามหมู่เป็นสารไครัล แต่โดยส่วนใหญ่ (เช่นN- คลอโรอะซิริดีนที่มีหมู่แทนที่) จะเกิด " การผกผันแบบร่ม " อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิห้อง ทำให้เกิดราซีไมเซชัน หากการเกิดราซีไมเซชันเร็วพอ โมเลกุลนั้นมักจะสามารถถือได้ว่าเป็นโครงสร้างเฉลี่ยที่ไม่เป็นไครัล

โดยทั่วไปแล้ว เอนันติโอเมอร์แต่ละตัวในคู่จะมีพลังงานเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีทำนายว่าเนื่องจากการละเมิดสมมาตรพาริตีของแรงนิวเคลียร์อ่อน (แรงเดียวในธรรมชาติที่สามารถ "แยกแยะซ้ายขวาได้") จึงมี ความแตกต่าง เล็กน้อยในพลังงานระหว่างเอนันติโอเมอร์ (ประมาณ 10 ⁻¹² eV หรือ 10 ⁻¹⁰ kJ/mol หรือน้อยกว่า) เนื่องมาจาก กลไก กระแสกลางอ่อนความแตกต่างของพลังงานนี้น้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างโมเลกุล และเล็กเกินกว่าจะวัดได้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ดังนั้นจึงไม่มีผลทางเคมี^{[ 17 ] [ 32 ] [ 33 ]}ในความหมายที่นักฟิสิกส์อนุภาคใช้ เอนันติโอเมอร์ "ที่แท้จริง" ของโมเลกุล ซึ่งมีมวล-พลังงานเท่ากับโมเลกุลดั้งเดิมทุกประการ คือภาพสะท้อนที่สร้างขึ้นจากปฏิสสาร (แอนติโปรตอน แอนตินิวตรอน และโพซิตรอน) ^{[ 17 ]}ตลอดทั้งบทความนี้ คำว่า "เอนันติโอเมอร์" ใช้ในความหมายทางเคมีของสารประกอบของสสารทั่วไปที่ไม่สามารถซ้อนทับกับภาพสะท้อนในกระจกได้

ควาซี -เอนันติโอเมอร์ คือโมเลกุลที่ไม่ใช่เอนันติโอเมอร์อย่างแท้จริง แต่มีพฤติกรรมราวกับว่าเป็นเอนันติโอเมอร์ ในควาซี-เอนันติโอเมอร์ ส่วนใหญ่ของโมเลกุลจะสะท้อนกลับ อย่างไรก็ตาม อะตอมหรือกลุ่มภายในโมเลกุลจะเปลี่ยนเป็นอะตอมหรือกลุ่มที่คล้ายกัน^{[ 34 ]}ควาซี-เอนันติโอเมอร์ยังสามารถนิยามได้ว่าเป็นโมเลกุลที่มีศักยภาพที่จะกลายเป็นเอนันติโอเมอร์ได้ หากอะตอมหรือกลุ่มในโมเลกุลถูกแทนที่^{[ 35 ]}ตัวอย่างของควาซี-เอนันติโอเมอร์คือ ( S )-โบรโมบิวเทนและ ( R )-ไอโอโดบิวเทน ภายใต้สภาวะปกติ เอนันติโอเมอร์ของ ( S )-โบรโมบิวเทนและ ( R )-ไอโอ โดบิวเทนคือ ( R)-โบรโมบิวเทนและ ( S )-ไอโอโดบิวเทนตามลำดับ ควาซี-เอนันติโอเมอร์ยังสร้างควาซี-ราเซเมต ซึ่งคล้ายกับราเซเมตปกติ (ดูส่วนผสมราเซเมต ) ตรงที่พวกมันสร้างส่วนผสมของควาซี-เอนันติโอเมอร์ในปริมาณที่เท่ากัน^{[ 34 ]}

ควาซีเอนันติโอเมอ ร์มีการประยุกต์ใช้ในการแยกจลนศาสตร์ แบบขนาน ^{[ 36 ]}

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับเอนันติโอเมอร์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์
• chemwiki:stereoisomerism เก็บถาวรเมื่อ 2014-02-22 ที่Wayback Machine