Оптически активни вещества 1

Предишен ◈ Следващото

За първи път е намерен оптична дейност през 1811 г. GD Arago в кварцови кристали. През 1815 г., GJ Борба отвори оптична активност на чисти течности (терпентин) и след това разтворите и пари на много, предимно органични вещества. Zh.Bio установено, че въртенето на поляризация равнина е или посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка, когато гледащи към хода на светлинните лъчи и съответно разделени в оптично активна дясновъртящ вещество (въртящ положително, т.е. часовниковата стрелка) и лявовъртящ (отрицателно върти) сортове. Наблюдаваната стойността на ъгъла на завъртане на поляризацията равнина в случая на разтвора на пробата е свързан с дебелината и концентрацията на оптически активно съединение.

Оптично активни вещества, посочени само тези материали, които проявяват естествена оптична активност. Има също изкуствена или индуцирана оптична активност. Й показват оптически неактивни вещества, когато се поставят в магнитно поле (Фарадей ефект).

Оптично активно вещество 1.1

Оптически активни вещества се класифицират в два вида.

Първият тип включват тези, които имат оптично активна само в кристална фаза (кварц, живачен). Вторият тип включва вещества, които са оптично активен във всеки агрегатно състояние (например, захар, камфор, винена киселина). В първия тип оптична активност е собственост на кристала като цяло, но молекули или йони, които съставляват кристала оптично неактивни. Кристалите са оптично активни съединения винаги съществуват в две форми - надясно и наляво; където кристалната решетка на полето огледало симетричен кристалната решетка и не остава завои и движения на левия и десния кристалите не могат да се комбинират един с друг. Оптичната активност на дясната и лявата кристални форми имат различни признаци и същата абсолютна стойност (за същите външни условия). Наляво и надясно кристална форма, наречена оптични антиподи.

В съединения с втория вид оптична активност се дължи disimmetricheskim структура на самите молекули. Ако огледален образ на молекулата чрез всеки ротация и транслация не може да бъде наложена на оригиналната молекула е оптично активен; ако налагането на такова упражнение е възможно, тогава молекулата е оптически неактивна. (Под огледало рефлектора разбере лежи извън молекулата, и отражението дава карта на цялата молекула).

Асиметричните молекули и discimmetricheskie молекули не са еднакви. Асиметричните молекули са без елементи на симетрия, а в някои молекули discimmetricheskih симетрия елементи остават. Dicsimmetriya е нарушение на максималната симетрия на предмета. Оптична активност са все по-често асиметрична молекула, но не всички от dissymmetric молекули. Оптична активност се свързва само с асиметрия, предизвиква несъвместимост обект със своя огледален образ. Този вид асиметрия, наречена конфигурационен ред. Хирални обекти са несъвместими в пространството и се представят като огледални образи един на друг. Оптически активна молекула е хирален, ахирална и оптически неактивни, обаче, ако молекулата не може да се комбинира с нейния огледален образ, огледален образ на другите съответства на различни молекули, които по принцип могат да бъдат синтезирани. Синтезиран огледален образ на хирална молекула е реално негов оптичен изомер. Pure оптически активно съединение има само два оптични изомера (като всеки обект отговаря на едно огледало). Оптични изомери се наричат енантиомери (или понякога enantiomorphs). Специфична ротация енантиомери еднакво по големина и противоположни по знак, един енантиомер лявовъртящ и дясновъртящ секунда. Освен знак на въртене всички други физични и химични свойства на енантиомерите в газова фаза и в същото ахирална течната среда. Въпреки това, ако хирална течна среда (например, прибавя към разтвор на хирален реагент или самостоятелно или хирален разтворител катализатор) енантиомери свойства започват да се различават. При взаимодействие с други хирални съединения, отговорни за дублиране изомерия молекули енантиомери реагира при различни скорости. Особено забележима разлика в физиологичен и биохимичен действието на енантиомери, енантиомерите поради биологични реагенти и катализатори. По този начин, естествени протеини са съставени от лявата оптични изомери на аминокиселини и следователно изкуствено синтезирани подходящите аминокиселини не се усвояват от тялото; дрожди ферментирал захари изомери само правото, без да засягат отляво, и т.н. Общото правило е, че енантиомерите проявяват еднакви свойства по симетричен (ахирална) среда, но в асиметричен (хирален) заобиколен от техните свойства могат да варират, Това свойство се използва в асиметричен синтез и катализа. Смес от еднакви количества от енантиомери, въпреки че се състои от хирални молекули, оптично неактивни от равно по сила и противоположни по знак, за да завъртите взаимно компенсирани. Такива смеси са посочени като рацемични смеси или рацемати. В газообразно състояние, течна фаза и разтвор свойства на рацемати обикновено съвпадат с тези на чисти енантиомери, но в държавните свойства твърди като точка на топене, топлина на стапяне, разтворимост, обикновено различни.

1.2 Физични причини за оптична активност

На ахирална среда двата енантиомера имат идентичен химически и физически свойства, но може лесно да се различават един от друг чрез специфично взаимодействие със светлина. Един енантиомер върти равнината на поляризация lineynopolyarizovannogo (равнината на поляризирана) светлина надясно, а другият енантиомер - точно същия ъгъл на ляво.

И 1.2. феноменологичната модел

Феноменологичната модел, предложен Френел оптична активност дори и в 1823 г. Тя се основава на вълновата теория на светлината, и от гледна точка на съвременната наука не е достатъчно строг. Въпреки това, този модел дава много ясна представа за причините за оптичната активност и други явления, свързани с усвояването на светлина от хирален вещество в рамките на класическата електродинамика, така че често се използва в момента.

Според класическите понятия, lineynopolyarizovanny (равнината на поляризирана) светлина се характеризира с това, че съставните вектори на зависими време електрическото поле (Е) и магнитни (Н) полета осцилира в взаимно перпендикулярни равнини и техните вариации са синусоидални във времето и пространството. Самолет-поляризирана светлина може да се разглежда като комбинация от лявата и дясната кръгово поляризирана греди, движещи се във фаза с един спрямо друг. Ако началната точка на време един електрически вектори на лявата и дясната кръгово поляризирана греди са ориентирани нагоре, в точка 2 вектор дясната греда е ориентирана към дясната и лявата вектор лъч наляво (гледано в посоката на движение лъч заедно Z ос). В точка 3 векторите на двете греди са ориентирани надолу в полето лъч вектор 4 е ориентирано наляво и надясно вектор наляво лъч и т.н. По този начин, на левия и десния кръгова поляризация греди съответно са ляво и дясно въртене спираловидна електрическо поле векторни. Сумата от тях дава равнина лъчи светлина в пространство-време на точки 1,3 и 5 вектори се сумират, като в точки 2 и 4 са взаимно анулирана. Разстоянието между точките 1 и 5 съответства на едно завъртане надясно или наляво спирала или равнина дължина на вълната.

Свързани статии