L-酒石酸及其异构体

酒石酸碳链中段有两个相邻的手性碳原子，他们各自的绝对构型及两个手性碳原子之间绝对构型的关系会影响酒石酸的光学性质乃至化学性质。当两个手性碳原子的绝对构型相同时，根据绝对构型的类型，其被分为一对旋光异构体(互为对方的镜像)：L-酒石酸(绝对构型均为R)与D-酒石酸(绝对构型均为S)。而当两个手性碳原子的绝对构型不同时，在某些构象中整个酒石酸分子可以具有对称中心或镜面，这使得这种酒石酸分子失去旋光性(失去手性，可以和自身的镜像重合)而成为内消旋体，即下图中的meso-酒石酸。

自然界的手性对称性破缺，即对很多具有手性的化合物来说，生物体内某一种手性的化合物占绝大多数，酒石酸就是一个经典的例子：大多数生物中含有的酒石酸都是L-酒石酸，R-酒石酸在天然产物中很罕见，只以比较高的含量存在于西非马里的一种植物里。内消旋酒石酸则在工业合成酒石酸时大量生成：马来酸酐和双氧水作用后水解主要制得内消旋酒石酸。

D-酒石酸与L-酒石酸互为旋光异构体，它们的化学性质相同，仅仅在手性环境中它们的化学性质会有差异；但内消旋酒石酸与D-酒石酸或L-酒石酸间为非对映异构体，它们互相之间无法通过镜像操作得到对方，也正因此它们的化学性质不同。以酸性为例，内消旋酒石酸的pKa1=3.29，pKa2=4.92，而D-酒石酸和L-酒石酸的pKa1均为3.03，pKa2均为4.45。

D-酒石酸与L-酒石酸含量相等的酒石酸晶体称为外消旋酒石酸晶体。请注意外消旋酒石酸晶体的性质与内消旋酒石酸晶体、D-酒石酸晶体和L-酒石酸晶体间均有差别：以熔点为例，外消旋酒石酸晶体的熔点为206℃，内消旋酒石酸晶体的熔点为165-166 °C，D-酒石酸及L-酒石酸的熔点则均为170-174℃。通常认为，对于一对对映异构体来讲，除了各自的旋光方向相反、强度相等外，其他物理性质应该相同，这也就造成了所构成的外消旋体的物理性质完全相同。但是实际情况并不完全一样，对映异构体之间存在着相互作用的影响，这种影响在稀溶液和气相的情况下可以忽略不计，但在固态、纯溶液、浓溶液的情况下，这种影响还是比较大的。特别是在固态条件下，由于晶态外消旋体分子之间亲和力的影响，造成了一些特殊的情况。

酒石酸盐在人类发现对映异构及建立有机立体化学方面亦有重要作用。1848年，法国化学家巴斯德发现无旋光性的酒石酸钠铵是由两种不同结晶组成的混合物，它们的外形互为镜像关系。事实上无旋光性的酒石酸钠铵是外消旋体。他用放大镜和镊子将这种混合物细心分成两堆，经过检验，其中一堆是右旋体晶体，另一堆是左旋体晶体，两堆晶体溶于水都有旋光性。通过这种酒石酸盐，他首次发现了分子的立体异构和旋光的关系，提出了对映异构的概念，为有机立体化学的发展奠定了基础。