潜手性—有机反应机理系列30
当一个无手性分子中处于等同地位（对映异位、非对映异位）的一对原子或基团，被另一个不同于原来的原子或基团取代后，成为了手性分子，产生手性，这时原来的分子中进行取代的一个中心、轴或面就被称为是前手性的（Prochiral），也称为潜手性、原手性（prochirality），称这样的非手性中心为潜手性中心，这样的非手性分子为潜手性分子
潜手性的概念在生物化学中十分重要，因为许多生物学反应中的酶，自身作为具有手性特征的催化剂，可以识别两个相同的基团，而且只取代其中的一个或只从对映平面的一面进行进攻。将潜手性分子转变为手性分子，并且生成不等量的立体异构体的过程称为不对称合成，也称手性合成。
1 潜手性类型
(1) 潜手性中心
例如，丙酸（CH3CH2COOH）中的两个亚甲基氢原子是等同的（对映异位），但当其中之一被羟基替换后，形成的 CH3CHOHCOOH 具有对映异构，因此丙酸中的亚甲基碳原子就是一个潜手性中心。潜手性中心的两个等同基团可通过顺序规则中的R/S标记来识别。当相同的两个基团之一被高一级次序的基团取代，并且不改变原有基团的优先次序，根据所得到的化合物构型属R或S来确定原有化合物中这两个相同基团为“前(R)-基团”（pro-R）或“前(S)-基团”（pro-S）。
(2) 潜手性轴
如上图所示分子，在吡咯环是平面结构时分子没有手性，而当吡咯环中双键与亲核试剂发生加成后分子变成的手性分子，因此我们把原有分子中连接吡咯和苯环的C-C键称为潜手性轴（prochrial axis）。
(3) 潜手性面
对于乙醛等存在 sp2-潜手性的分子来说，可以通过另一套 Re/Si 标记辨别对映平面的两侧，从而确定出反应物对双键的加成方向。观察者从垂直于平面的方向向 sp2 碳原子看去，将该原子所结合的三个基团按顺序规则排列，若从大至小的顺序为顺时针方向，则此面记为 Re-面，反之则记为 Si-面。如果存在两个潜手性中心，那么采用双标记法，记为 Re-Re 面、Re-Si 面或 Si-Si 面等。Re-和 Si- 两个标记源于拉丁语，分别是 rectus（右）和 sinister（左）的缩写。
2 对映异位和非对映异位
潜手性中心上的两个原子或基团称为异位的原子或基团。异位分为对映异位和非对映异位。对映异位和非对映异位的概念是我们理解不对称催化反应机理的基础。
(1) 对映异位
潜手性中心上的两个原子或基团分别被相同基团取代后，所得的产物是对映体，则称这两个原子或基团为对映异位原子或者基团。
平面分子的两个面也可能是对映异位的，如乙醛的两个面。
(2) 非对映异位
潜手性中心上的两个原子或基团分别被相同基团取代后，所得的产物是非对映体，则称这两个原子或基团为非对映异位原子或者基团。
平面分子的两个面也可能是非对映异位的，如本身带有一个手性中心的醛的两个面。
实例1
丙二酸衍生物在手性化合物二甲马钱子碱(Brucine）的作用下脱羧，生成一对互为对映体的产物，含量分别为55%和45%，说明这两个羧基是有区别的。该丙二酸衍生物两个羧基是对映异位还是非对映异位？
该分子的两个羧基为对映异位，因为脱羧之后两个产物是对映体。而之所以两个产物的产率会有差别，是因为手性化合物二甲马钱子碱会在脱羧过程中与分子配位从而使其具有额外的手性中心，形成两个非对映异位的脱羧中间体，这就是所谓的不对称催化。具体解释我们会在后续内容中详细介绍。