4.5. Наблюдение оптической активности.

Излучение бывает неполяризованное, когда электромагнитные колебания излучения совершаются в бесконечном множестве плоскостей, проходящих через луч (a), и плоско поляризованное, когда электромагнитные колебания совершаются только в одной плоскости (b). Измерение оптической активности производят на поляриметре, блок-схема которого представлена ниже:

З десь 1 – источник излучения, 2 (поляризатор) и 4 (анализатор) – специально вырезанные из кварца призмы Николя, пропускающие только плоско поляризованное излучение, причем, их плоскости пропускания излучения установлены взаимно перпендикулярно, чтобы пропущенное поляризатором излучение не проходило через анализатор, 3 – кювета с оптически активным веществом, 5 – глаз или приемник излучения.

Прибор работает по минимуму пропускания излучения. Вещество поворачивает плоскость поляризации на угол . Чтобы его измерить, надо повернуть призму анализатора на тот же угол и в ту же сторону, чтобы плоскость поляризации излучения и плоскость пропускания анализатора были взаимно перпендикулярны и обеспечивали минимум пропускания.

Если вещество вращает плоскость поляризации по часовой стрелке, то оно является правовращающим (обозначается знаком +), если против часовой стрелки, то – левовращающим ( со знаком -).

4.6. Изображение структуры стереоизомеров на плоскости.

Из изложенного выше вытекает, что хиральные молекулы имеют центр асимметрии, лежащий в центре асимметричного тетраэдра. Поэтому изобразить такую структуру на плоскости невозможно, строение стереоизомеров на плоскости можно изобразить при помощи проекционных формул Фишера. В поляриметрии принято за стандарт вращение глицеринового альдегида, родоначальника генетического ряда моносахаридов типа альдоз (см. лекцию 25). Превращение тетраэдрической структуры в проекционные формулы продемонстрировано на примере стереоизомеров глицеринового альдегида:

D-(+)-глицериновый альдегид L-(-)-глицериновый альдегид

Т е же проекционные формулы Фишера при помощи клинописного изображения связи имеют следующий вид:

На проекционных формулах Фишера нумерацию атомов углерода по номенклатуре ИЮПАК начинают сверху вниз (основная цепочка), вертикальные связи, изображенные пунктиром, находятся за плоскостью бумаги (направлены от наблюдателя), горизонтальные – перед плоскостью (направлены к наблюдателю).

Один из способов обозначения конфигурации – буквами латинского алфавита D, если тяжелый заместитель находится справа (dexter – правый), L-, если слева (laevus – левый).

4.7. Рацематы.

Энантиомеры в эквимолекулярном количестве образуют рацематы, не обладающие оптической активностью, ибо вращение, вызванное каждым из антиподов, в этом случае скомпенсировано.

4.8. Конфигурация и знак вращения.

Знак вращения (левого или правого) и конфигурация (L или D) для глицеринового альдегида совпадают. Однако, в других случаях это не всегда так, ибо знак вращения и величина угла вращения зависят не только от конфигурации, но еще и от природы заместителей. Так, D-молочная кислота является, в отличие от D-глицеринового альдегида, уже левовращающей: