物質(zhì)的旋光性及旋光度的測定:
物質(zhì)的旋光性:
分子的旋光性最早由十九世紀(jì)的Pasteur發(fā)現(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)酒石酸的結(jié)晶有兩種相對的結(jié)晶型,成溶液時會使光向相反的方向旋轉(zhuǎn),因而定出分子有左旋與右旋的不同結(jié)構(gòu)。當(dāng)普通光通過一個偏振的透鏡或尼科爾棱鏡時,一部分光就被擋住了,只有振動方向與棱鏡晶軸平行的光才能通過。這種只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光,簡稱偏振光。偏振光的振動面在化學(xué)上習(xí)慣稱為偏振面。當(dāng)平面偏振光通過手性化合物溶液后,偏振面的方向就被旋轉(zhuǎn)了一個角度醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)`搜集整理。這種能使偏振面旋轉(zhuǎn)的性能稱為旋光性。手性分子中,內(nèi)消旋體不具備旋光性、外消旋體分離單體后具備旋光性。
偏振面被旋轉(zhuǎn)的方向有左旋(逆時針)和右旋(順時針)的區(qū)別。用符號D-或(+)表示右旋,L-或(-)表示左旋。例如:(+)-2-丁醇表示右旋;(-)-2-丁醇表示左旋。所有旋光性化合物不是右旋,就是左旋。
19世紀(jì)后半葉,化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種特別奇妙的同分異構(gòu)現(xiàn)象,后來證明,這種現(xiàn)象在生命化學(xué)中是極其重要的。這一發(fā)現(xiàn)是,某些有機化合物對通過它們的光束具有一種奇異的不對稱效應(yīng)。旋光性從普通光束的一個截面可以看出,構(gòu)成該光束的無數(shù)波在所有平面呈上下、左右和斜向振動。這類光稱為非偏振光。但是,當(dāng)光束通過透明物質(zhì)的晶體(如冰洲石)時,就會發(fā)生折射,使出射光變成偏振光。這仿佛是該晶體的原子點陣只允許某些波動面通過(就像柵欄只允許行人側(cè)身擠過,但卻不能讓人大搖大擺地正面穿過一樣)。有些裝置,如蘇格蘭物理學(xué)家尼科爾于1829年發(fā)明的尼科爾棱鏡,只允許光在一個平面通過。目前,這種棱鏡在大多數(shù)場合已由其他材料,如偏振片(一組鑲在硝化纖維中的、晶軸平行排列的硫酸奎寧與碘的復(fù)合物晶體)所代替。第一個偏振片是蘭德于1932年制作的。
旋光度的測定:
當(dāng)平面偏振光通過盛有旋光性化合物的旋光管后,偏振面就會被旋轉(zhuǎn)(向右或向左)一個角度,這時偏振光就不能通行無阻的穿過與起偏鏡棱軸相平行的檢偏鏡。只有檢偏鏡也旋轉(zhuǎn)(向右或向左)相同的角度(a角度),旋轉(zhuǎn)了的平面偏振光才能完全通過。觀察檢偏鏡上攜帶的刻度盤所旋轉(zhuǎn)的角度,即為該旋光性物質(zhì)的旋光度。偏振面被旋光性物質(zhì)所旋轉(zhuǎn)的角度叫旋光度。用a表示