本部分将系统阐述手性现象的本质、关键术语（如手性中心、手性轴、手性面、对映体、非对映体）、构象分析（椅式、船式、扭曲式）以及决定构型绝对归属的CIP规则。理解这些基础是进行计算的前提。

在分子层面，（最常见的是连接四个不同基团的碳原子，即不对称碳）、（如联苯、丙二烯类化合物）或手性面（如螺烯类化合物）。

什么是手性化合物

C-N轴手性化合物因单键旋转受阻形成稳定构型，如联苯的P/M构型或C-N轴化合物。其计算需量化手性中心的立体构型、能垒及光学性质（如旋光、圆二色性）。

10.1360/SSC-2019-0168

手性化合物的计算研究

构象搜索与能垒计算

，这对于理解柔性手性分子的行为至关重要，因为其手性性质（如光学活性）可能强烈依赖于构象分布。

DFTDOI: 10.1038/s41467-022-35610-w

2.手性光谱预测

Optical Rotation通过计算电子极化率张量的各向异性，可以预测分子的比旋光度。旋光度的计算通常需要高水平的理论方法和较大的基组，因为这是一个对电子结构细微变化极其敏感的性质。

ECD通过计算电子激发能和相关旋转强度，可以模拟出光谱，用于绝对构型确定。将计算的ECD光谱与实验测量结果比较，可以确定手性化合物的绝对构型。

VCDVCD是红外吸收的差谱，测量的是手性分子对左旋和右旋圆偏振红外光的吸收差异。VCD计算需要先进行频率计算，得到振动频率、振动模式和旋光强度，进而模拟VCD光谱。

NMR计算C NMR计算化学在手性反应机理研究中具有重要作用，特别是对于不对称催化反应。例如，对不对称烯丙基烷基化反应的DFT计算揭示了铱/镁双金属协同催化体系的工作机制。计算显示。这些理论指导研究人员设计出了具有更高选择性的催化剂系统。

手性化合物的计算研究已经从辅助工具发展成为手性科学中不可或缺的核心研究手段