實(shí)驗四+旋光度測定.ppt

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1、旋光活性物質(zhì)旋光度的測定第一節(jié)物質(zhì)的旋光性一、平面偏振光和物質(zhì)的旋光性1．平面偏振光光波是一種電磁波，它的振動方向與前進(jìn)方向垂直。在光前進(jìn)的方向上放一個（Nicol）棱晶或人造偏振片，只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動的光線透過棱晶，而在其它平面上振動的光線則被擋住。這種只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。2．物質(zhì)的旋光性能使平面偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性，具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)（也稱為光活性物質(zhì)）。能使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱右旋體，能使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱左旋體，使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度，用α表示。二、旋光儀與

2、比旋光度1.旋光儀測定化合物的旋光度是用旋光儀，旋光儀主要部分是由兩個尼可爾棱晶（起偏棱晶和檢偏棱晶），一個盛液管和一個刻度盤組裝而成。若盛液管中為旋光性物質(zhì)，當(dāng)偏光透過該物質(zhì)時會使偏光向左或右旋轉(zhuǎn)一定的角度，如要使旋轉(zhuǎn)一定的角度后的偏光能透過檢偏鏡光柵，則必須將檢偏鏡旋轉(zhuǎn)一定的角度，目鏡處視野才明亮，測其旋轉(zhuǎn)的角度即為該物質(zhì)的旋光度α。如下圖所示：2.比旋光度旋光性物質(zhì)的旋光度的大小決定于該物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，并與測定時溶液的濃度、盛液的長度、測定溫度、所用光源波長等因素有關(guān)。為了比較各種不同旋光性物質(zhì)的旋光度的大小，一般用比旋光度來表示。比旋光度與從旋光儀中讀到的旋光度關(guān)系如下。當(dāng)物質(zhì)

3、溶液的濃度為1g/ml，盛液管的長度為1分米時，所測物質(zhì)的旋光度即為比旋光度。若所測物質(zhì)為純液體，計算比旋光度時，只要把公式中的C換成液體的密度d即可。最常用的光源是鈉光（D），λ=589.3nm,需注明光源的波長。所用溶劑不同也會影響物質(zhì)的旋光度，因此在不用水為溶劑時，需注明溶劑的名稱。例如，右旋的酒石酸在5%的乙醇中其比旋光度為：=+3.79(乙醇，5%)。一、手性和對稱因素1．手性（以乳酸CH3C*HOHCOOH為例來討論）乳酸有兩種不同構(gòu)型（空間排列）第二節(jié)旋光性和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系特征：（1）、不能完全重疊，（2）、呈物體與鏡象關(guān)系（左右手關(guān)系）。物質(zhì)分子互為實(shí)物和鏡象關(guān)系（象左

4、手和右手一樣）彼此不能完全重疊的特征，稱為分子的手性。具有手性（不能與自身的鏡象重疊）的分子叫做手性分子。連有四個各不相同基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子（或手性中心）用C*表示。凡是含有一個手性碳原子的有機(jī)化合物分子都具有手性，是手性分子。3.分子對稱因素物質(zhì)分子能否與其鏡象完全重疊（是否有手性），可從分子中有無對稱因素來判斷，最常見的分子對稱因素有對稱面和對稱中心。（1）對稱面假設(shè)分子中有一平面能把分子切成互為鏡象的兩半，該平面就是分子的對稱面，例如：具有對稱面的分子無手性。（2）對稱中心若分子中有一點(diǎn)P，通過P點(diǎn)畫任何直線，如果在離P等距離直線兩端有相同的原子或基團(tuán)，則點(diǎn)P稱為分子的對

5、稱中心。例如：有對稱中心的分子沒有手性。物質(zhì)分子在結(jié)構(gòu)上具有對稱面或?qū)ΨQ中心的，就無手性，因而沒有旋光性。物質(zhì)分子在結(jié)構(gòu)上即無對稱面，也無對稱中心的，就具有手性，因而有旋光性。第三節(jié)含一個手性碳原子化合物的對映異構(gòu)一、對映體異構(gòu)體1．對映體異構(gòu)體——互為物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體。含有一個手性碳原子的化合物一定是手性分子，含有兩種不同的構(gòu)型，是互為物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體，稱為對映異構(gòu)體（簡稱為對映體）。對映異構(gòu)體都有旋光性，其中一個是左旋的，一個是右旋的。所以對映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)體。2．對映體之間的異同點(diǎn)（1）物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)一般都相同，比旋光度的數(shù)值相等，僅旋光方向相反。（

6、2）在手性環(huán)境條件下，對映體會表現(xiàn)出某些不同的性質(zhì)，如反應(yīng)速度有差異，生理作用的不同等。二、外消旋體等量的左旋體和右旋體的混合物，左旋體所具有的旋光度，恰好被其右旋體抵銷，因此失去了旋光性。這種特殊的混合物，稱為外消旋體。一般用（±）來表示。外消旋體與對映體的比較（以乳酸為例）：旋光性物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)生理作用外消旋體無旋光mp18℃基本相同各自發(fā)揮其左右對映體旋光mp53℃基本相同旋體的生理功能一、實(shí)驗?zāi)康?.掌握旋光儀的使用方法。2.了解手性化合物的旋光性及其測定的原理、方法和意義。二、實(shí)驗原理1.定義：旋光性:手性化合物使平面偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。旋光物質(zhì)：具有旋光性的物質(zhì)稱為旋

7、光物質(zhì)，或稱為光學(xué)活性物質(zhì)。旋光度(α)：偏振面被旋轉(zhuǎn)的角度右旋體和左旋體：若手性化合物能使偏振面右旋(順時針)稱為右旋體，用(+)表示；而其對映體必使偏振面左旋(逆時針)相等角度，稱為左旋體，用(一)表示。比旋光度：手性化合物旋光度與溶液濃度、溶劑、測定溫度、光源波長、測定管長度有關(guān)。因此旋光儀測定的旋光度α并非特征物理常數(shù)，同一化合物測得的旋光度就有不同的值。因此為了比較不同物質(zhì)的旋光性能，通常用比旋光度來表示物質(zhì)的旋光性，比旋光度是物質(zhì)特