Оптическая активность, измерение

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

Измеренный с помощью поляриметра угол вращения зависит от длины слоя оптически активного вещества, а для растворов также от концентрации. Его пересчитывают обычно на удельное вращение. Удельным вращением [а] называется угол вращения плоскости поляризации жидкостью или раствором, содержащим в 1 мл 1 г оптически активного вещества при длине слоя 1 дм (10 см). Удельное вращение для жидкостей вычисляют по формуле [c.42]

III. Измерение оптического вращения (поляриметрия). Если в реакции участвуют оптически активные вещества, то в ходе реакции меняется вращение плоскости поляризации линейно-поляризованного света. Поляриметрический метод анализа применяется при исследовании кинетики гидролиза сахарозы (см. разд. ХП1.9.4). [c.707]

ПОЛЯРИМЕТРИЯ — метод физикохимического исследования, основанный на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами. Чаще всего такими веществами являются органические соединения с асимметрическим атомом углерода. Измерения производят с помощью поляриметров — оптических приборов, в которых луч света последовательно проходит через систему двух поляризующих призм. Благодаря пропорциональности, существующей между углом вращения и концентрацией оптически активного вешества, поляриметрические измерения используют для количественного определения оптически активного вещества. П. является основным методом контроля в сахарной промышленности по величине угла вращения определяют содержание сахара в растворе. Методы П. используются также для анализа эфирных масел, алкалоидов, антибиотиков и др. Большое значение имеет поляриметрический метод исследования в органической химии, где на основании определения знака и величины вращения плоскости поляризации можно судить о химическом строении и пространственной конфигурации соединения, делать выводы о механизме реакций и др. Для этого в последнее время особенно успешно используется спектрополяри-метрия. [c.201]

Измерение оптической активности. Оптическую активность органических соединений измеряют при помощи приборов, называемых поляриметрами. [c.156]

Поляриметрия — это метод измерения величины вращения плоскости поляризации света при прохождении его через оптически активные вещества. Найденное оптическое вращение пересчитывают в удельное или молекулярное вращение. [c.258]

Реакции в растворах также прослеживаются с помощью физических или физико-химических методов, например из измерений электропроводности (применяются для исследования кинетики ионных реакций, в результате меняется общее число ионов), из измерений поглощения света (в соответствии с законом Ламберта — Бера поглощение света пропорционально концентрации вещества). Различие в оптической активности исходных веществ и продуктов реакции также может быть использовано для определения концентрации (например, при исследовании инверсии сахарозы). Применение полярографических методов анализа основано на том, что предельный ток диффузии пропорционален концентрации. [c.167]

По измерению оптической активности рассчитывают степень спиральности (упорядоченности) молекулы. У пепсина, например, она равна 28%, а у миоглобина — 70%. [c.362]

Точность измерения угла поворота плоскости поляризации оптически активным веществом составляет - 0,003°. Особенность эксперимента по измерению ДОВ состоит в том, что при прохождении линейно поляризованного света через оптически активное вещество имеет место не только поворот плоскости поляризации. Вышедший из кюветы луч приобретает эллиптичность вследствие различного поглощения лучей с круговой поляризацией вправо и влево. Модуляция плоскости поляризации необходима также, чтобы учесть этот эффект. [c.189]

Измерения оптической активности проводят с помощью специального прибора — поляриметра, который позволяет определить направление и величину угла поворота плоскости поляризации света образцом (чаще всего в растворе). Для того чтобы можно было сравнивать вращение различных веществ, потребовалось ввести удельное вращение ра] о, характеристич- [c.85]

Возможность отличить друг от друга оптические антиподы предоставляют прежде всего измерения оптической активности. На практике поляриметрическими измерениями пользуются для этой цели так часто, что забывают о существовании других отличий у антиподов. Так, в некоторых случаях различна, зеркальна, форма кристаллов антиподов. Различно отношение антиподов к хиральным реагентам и в особенности к ферментам. Различны спектры ЯМР в хиральных растворителях. Как видно из этого перечисления, различий набирается не так уж мало, однако тем не менее поляриметрическое определение знака оптического вращения остается наиболее часто применяемым приемом идентификации антиподов. Это нередко создает у начинающего изучать стереохимию иллюзию, что знак вращения непосредственно выражает конфигурацию, т. е. пространственное расположение заместителей вокруг хирального центра. Чтобы рассеять эту иллюзию, напомним о том, что знак вращения одного и того же антипода может меняться в зависимости от условий измерения — природы растворителя, концентрации, температуры, длины волны света. [c.63]

Большое внимание привлекли, в частности, сообщения об оптически активных соединениях, якобы найденных в метеоритах. Проверка показала, однако, что это связано с ошибками, свойственными спектрополяриметрам при измерении образцов с высокой оптической плотностью [37]. Когда же в метеорите, упавшем в 1969 г. в Австралии, были обнаружены рацемические аминокислоты, это истолковали как свидетельство их небиологического происхождения. [c.656]

Удельное вращение — одна из важнейших физических констант оптически активного вещества. Вследствие существования мутаротации для моносахаридов его имеет смысл измерять как константу только после достижения равновесия, так как до этого момента величина удельного вращения зависит от истории раствора от того, из каких кристаллов или из какого аморфного состояния данного моносахарида он приготовлен и какое время отделяет момент приготовления раствора от момента измерения. Напротив, удельное вращение равновесного раствора независимо от этих факторов и является истинной, легко воспроизводимой характеристикой данного моносахарида. [c.19]

Многие вещества обладают свойством отклонять плоскость поляризациии при прохождении через них прямолинейно поляризованного света это свойство называют оптической активностью. Измерение оптической активности используется в фармакопейных целях главным образом для установления подлинности вещества. Оно может также применяться как испытание на чистоту (отсутствие оптически неактивных посторонних веществ) и как метод количественного опреде- ления. [c.32]

Опытным путем установили, что при сольволизе л-бромбензолсульфоната акзо-норборпила скорость исчезновения оптической активности (измеренная поляриметрически) больше, чем скорость образования свободной ге-бромбензолсульфокислоты в растворе (измеренная титрованием). Оба превращения отвечают первому порядку. Явление приписывается образованию в первой стадии реакции интимной ионной пары К X , в которой анион и катион еще не разделенные молекулой растворителя (8), могут вновь образовать исходное вещество, но в рацемической форме ( внутренний возврат С. Уинштейн, 1952 г.) [c.467]

Несомненно, молекулы трехмерны и образующие их атомы в действительности размещаются в трех измерениях. Расположив атомы таким образом, легко выявить ту самую асимметрию молекулы, которая обусловливает ее оптическую активность. Однако-как представить себе, что молекула трехмерна [c.87]

Величина угла вращения для данного вещества зависит от его концентрации в растворе, от толщины слоя раствора, от длины волны проходящего света, от температуры и от растворителя. Поэтому оптическую активность различных веществ можно сопостап-лять. если измерения углов вращения произведены для монохроматического света с опре деленной длиной волны (чаще всего для Л-линии натрия — длина волны 5893 А), при одинаковой температуре (обычно прп 20 С), в одном и том же оптически неактивнбм растворителе (или без растворителя), прн одинаковой концентрации раствора и прн одной и той же толщине его слоя. [c.895]

Теоретически знаки оптического вращения и кругового дихроизма взаимосвязаны при Я>Ямакс невозможно одновременное существование неравенств И > г и е/<ег- Хромофор, для которого n < Дr при ЖХмакс, называется правовращающим, если П1>Пг при Х<Хмакс, то хромофор будет левовращающим. Правовращающему хромофору соответствует положительный эффект Коттона на кривой КД, а левовращающему — отрицательный эффект Коттона (рис. 21). Это определение было введено для отнесения веществ к тому или иному классу, когда измерения оптической активности проводили для одной длины волны о — линии натрия вещества с положительным вращением относили к правовращающим, с отрицательным вращением — к левовращающим. На спектрах ДОВ и КД в доступном интервале длин воли могут наблюдаться эффекты Коттона разного знака в различных областях спектра. Поэтому неправильно по одному произвольному эффекту Коттона относить вещества к тому или иному классу. [c.37]

Приведем некоторые общие основные правила по получению информации о структуре молекулы из спектров ДОВ и КД. Согласно правилу смещения Фрейденберга, если две сходные молекулы А и В превращаются одним и тем же химическим путем в А и В, то разности в величинах молекулярного вращения А — А и В — В будут иметь один и тот же знак. А по правилу аддитивности для любой длины волны оптическое вращение равно сумме вращений всех оптически активных хромофоров. Наиболее большой вклад в эту сумму дает хромофор, максимум поглощения которого находится ближе всех к длине волны, на которой производят измерение. Однако эти правила следует применять с большой осторожностью. Например, при изменении конфигурации части молекулы, расположенной близко к центру асимметрии, величина оптического вращения может измениться очень сильно. Это явление называется вицинальным эффектом, который приводит к трудно оценимым изменениям оптического вращения. Наряду с этими общими правилами оценки структуры веществ методами ДОВ и КД существует ряд эмпирических правил определения конфигураций для различных классов веществ (например, правило октантов для кетоиной группы в молекулах с жестким скелетом). [c.38]

Величина угла ф, выраженная в градусах, для 1М раствора оптически активного вещества при длине оптического пути 1 м называется молярной эллиптичностью [0]. Подсчет всех коэффициентов в уравнении (11.3) и приведение к нужной размерности дают следующую зависимость между величинами [0] и Де 0]=ЗЗОО Де. Применение молярной эллиптичности неудобно из-за того, что она измеряется в градусах, что часто приводит к путанице величин кругового дихроизма и оптического вращения, а кроме того, такие единицы измерения КД скрывают физическую сущность дихроичного поглощения. Величина же Де непосредственно связана с основным определением КД. [c.39]

Кушниренко Э.Ю. к рр. Измерение и анализ оптической активности некоторых пищевых продуктов. Препр. ВЦ СО АН. Новосибирск, 1980. 21 с. [c.216]

В мерной колбе вместимостью 50 мл приготовили водный раствор 2,73 г оптически активного вещества. При измерении в трубке длиной 200 мл вращение этого раствора было -1-3,42°. Бычислиае его удельное вращение. [c.125]

Следовательно, достаточно ничтожных, лежащих далеко за пределами точности обычных рефрактометрических измерений, различий в показателях преломления для левого и правого циркулярно-поляризованных лучей, чтобы вызвать большое оптическое врапхение. На этом основании изучение оптической активности образно называют внутримолекулярной [c.291]

Кривые КД (как и кривые ДОВ) ментона изменяют свой характер в зависимости от природы растворителя (рис. 51). Оптически активная полоса карбонильной группы дает в мен-тоне, растворенном в неполярном растворителе (изооктан), отрицательную полосу КД в водном растворе эта полоса становится положительной (несмотря на малую растворимость ментона в воде, все же можно создать концентрацию, достаточную для измерений). Это можно связать с конформационными переходами, причем при учете правила октанов можно предположить, что в полярных средах преобладает диэква-ториальный конформер ХУШа, в неполярных — конформер ХУШб с диаксиальной ориентацией обеих алкильных групп [c.355]

В разных разделах данной главы встречались упоминания об оптически активных веществах — циклооктене, алленах и других. Наряду с этими довольно экзотическими примерами, оптическая активность может наблюдаться и у обыкновенных непредельных соединений с обычным асимметрическим атомом углерода. Вещества эти в отнощении своих хиральпо-оптических свойств ничем не отличаются от других, рассмотренных в гл. 4 и 5, оптически активных веществ. Полоса поглощения изолированной двойной связи, находясь в далекой ультрафиолетовой области спектра, не вызывает сама по себе эффекта Коттона в доступной для обычных измерений области. Однако, получив из олефинов комплексы с переносом заряда, можно наблюдать оптическую активность возникающей при этом полосы поглощения [134]. [c.486]

Спектрополяриметрический метод был использован для изучения изменений конформации, вызываемых введением дополнительных пептидных цепей в молекулу инсулина по трем его свободным аминогруппам [15]. Исходный инсулин спирален на 25%, модифицированный лизином — на 32—33%, модифицированный глутаминовой кислотой — на 3—16%. Если к растворам синтетической полиглутаминовой кислоты добавить некоторые красители (акридин оранжевый, псевдоизоцианин) и измерить дисперсию оптического вращения в области 560—360 нм, то при pH 5,5 кривая ДОВ имеет плавный характер (полимер в неупорядоченной конформации) при pH ниже 5,1, когда полимер приобретает спиральную конформацию, дисперсия оптического вращения становится аномальной, причем величина вращения резко возрастает. Это связано с адсорбцией красителя на спиральной полипептидной цепи, в результате чего полоса поглощения красителя становится оптически активной [16]. Дальнейшее развитие спектрополяриметрического метода позволило перейти к прямому измерению эффекта Коттона в области 185—240 нм, непосредственно связанного со спиральностью молекул белков и полипептидов (обзор см. [17]). [c.638]

Взаимодейстнне квантов света с атомами и функциональными группами вещества зависит от энергии квантов, поэтому при разных длинах волн X светового излучения меняется угол вращения плоскости поляризации раствором вещества. Это явление называют дисперсией оптического вращения а и изображают в виде кривых дисперсии оптического вращения (рис. 33.7). Если в соединении содержатся оптически активные группы, то на кривых оптического вращения возникают максимум и минимум, которые называют эффектом Коттона. Вид эффекта Коттона характеризует структуру вещества. Для измерения дисперсии оптического вращения используют спектрополяримет-ры, представляющие собой поляриметры, к которым подключен спектрофотометр или другой источник монохроматического излучения. Метод анализа с применением спектрополяриметров называют спектрополяриметрическим. [c.804]

Поляриметрические измерения применяются не только для проверки частоты оптически активных веществ, ио и для определения количественного содержания их в растворах. Поляриметрически можно, иапример, определять содержаиие сахара в растворах (са-дарнметр). [c.120]

Понятие П. использ. при изучении и объяснении поляризации и рассеяния света в-вом (в т. ч. комбинац. рассеяния), для расчета атомных радиусов, исследования оптич. активности и структуры хим. соединений. вВерещагин А. Н., Поляризуемость молекул, М., 1980. ПОЛЯРИМЕТРИЯ, метод измерения величины вращения плоскости поляризации света при прохождении его через оптически активные в-ва. Прибор для измерения наз. поляриметром. Луч источника света (вапр., натриевая или ртутная ламна) при прохождении через призму Николя или по-лярондиые пленки поляризуется в плоскости. Поляризов. свет пропускается через кювету с исследуемым в вом н попадает в анализатор (также призма Николя). Если плоскости поляризации обеих призм расположены друг относительно друга под прямым углом, поляризов. свет в отсутствии исследуемого в-ва через анализатор не проходит. Чтобы тголяризов. свет не проходил через анализатор после помещения в прибор оптически активного в-ва, анализатор необходимо повернуть на нек-рый угол а вправо или влево [c.473]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология