Az optikailag aktív anyagok 1
Az első alkalommal egy optikai aktivitást találtak 1811 GD Arago kvarc kristályok. 1815-ben, GJ Fighting nyitott optikai aktivitása a tiszta folyadékok (terpentin), majd az oldatokat és gőzök sok, főleg szerves anyagok. Zh.Bio találtuk, hogy a polarizációs síkja forgatás vagy óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes, ha felé néz során fénysugarak és ennek megfelelően osztjuk az optikailag aktív, jobbra forgató anyagnak (forgó pozitívan, azaz óramutató járásával megegyező irányban) és balra forgató (negatívan forog) fajták. A megfigyelt értéke a forgásszög a polarizációs sík esetében a minta oldatot kapcsolódik a vastagsága és koncentrációja optikailag aktív vegyület.
Optikailag említett hatóanyagok csak ezekre az anyagokra, amelyek mutatnak természetes optikai aktivitást. Van is egy mesterséges vagy indukált optikai aktivitás. Her mutatnak optikailag inaktív anyagokat helyezve egy mágneses mezőben (Faraday-hatás).
Az optikailag aktív anyag 1.1
Optikailag aktív anyagokat két csoportba lehet sorolni.
Az első típus közé tartoznak azok, amelyek optikailag aktív csak a kristályos fázis (kvarc, cinóber). A második típus körébe anyagokat, amelyek optikailag aktív bármely halmazállapotban (például cukor, kámfor, borkősav). Az első típusú optikai aktivitás tulajdonsága a kristály egészének, de a molekulák vagy ionok teszik ki a kristály, optikailag inaktív. A kristályok optikailag aktív vegyületek mindig két formában - a jobb és bal oldali; ahol a kristályrács a jobb tükör szimmetrikus kristályrácsban, és nem balra fordul, és mozgását a bal és a jobb kristályok nem kombinálhatók egymással. A optikai aktivitása a jobb és bal kristályformák különböző jelek és ugyanazon abszolút értéke (az azonos külső feltételek). Jobb és bal kristályos formában hívják antipódjai.
A vegyületek a második típusú optikai aktivitás miatt disimmetricheskim vegyületek szerkezete magukat. Ha a tükörképe a molekula bármely forgása és haladó nem lehet kiszabni az eredeti molekula optikailag aktív; ha a terhelő ilyen gyakorlat lehetséges, akkor a molekula optikailag inaktív. (Az tükör reflektor megérteni kívül fekszik a molekula, és a mérlegelés ad térkép az egész molekula).
Aszimmetrikus molekulák és discimmetricheskie molekulák nem ugyanaz. Aszimmetrikus molekulák nincs elemei szimmetria, míg néhány molekula discimmetricheskih szimmetria elem marad. Dicsimmetriya sérti a maximális szimmetria az objektum. Az optikai aktivitás egyre aszimmetrikus molekulát, de nem az összes aszimmetrikus szerkezetű molekulák. Az optikai aktivitás társul csak a disszimmetria okoz inkompatibilitás objektumot annak tükörképe. Ez a fajta aszimmetria, az úgynevezett királis. Királis tárgyak összeegyeztethetetlen a térben, és bemutatják tükörképei egymásnak. Optikailag aktív molekula királis, akirális és optikailag inaktív, azonban, ha a molekula nem kombinálható a tükörképe, a tükörképe a másik jelentése különböző molekula, amely elvben, lehet szintetizálni. Szintetizált tükörképe királis molekula a valódi optikai izomer. Tiszta optikailag aktív vegyület csak két optikai izomerjét (például minden objektum megfelel, hogy csak egy tükrözés). Az optikai izomerek nevezzük enantiomerek (vagy néha enantiomorfjait). Fajlagos forgatóképesség enantiomerek egyenlő nagyságú és ellenkező előjellel, az egyik enantiomer balra forgató és jobbra forgató második. További a rotáció előjelének összes többi fizikai és kémiai tulajdonságait az enantiomerek a gázfázisban, és ugyanabban a akirális folyékony közeg. Azonban, ha egy királis folyékony közegben (például, hozzáadjuk egy oldathoz, amely egy királis reagens vagy katalizátor jelenlétében önmagában vagy királis oldószer) -enantiomerek tulajdonságai kezdenek különböznek. Amikor kölcsönhatásban más királis vegyületek, reagáló tükrözés izomériát molekulák enantiomerek különböző sebességgel reagálnak. Különösen észrevehető különbség a fiziológiai és biokémiai hatást az enantiomerek, az enantiomerek miatt biológiai reagensek és katalizátorok. Így a természetes fehérjék állnak bal optikai izomerek az aminosavak, és ezért mesterségesen szintetizált jobb aminosavak nem felszívódnak a szervezetben; élesztő erjesztett cukrok izomerek csak a jobb anélkül, hogy a bal, stb Az általános szabály az, hogy az enantiomerek mutatnak azonos tulajdonságokkal egy szimmetrikus (akirális) környezetben, hanem egy aszimmetrikus (királis) körülvéve tulajdonságaik eltérőek lehetnek, Ez a tulajdonság az aszimmetriás szintézisek és katalízis. Előállítása enantiomerjeinek egyenlő, bár tagjai királis molekulák, optikailag inaktív, mivel egyenlő nagyságú és ellenkező előjellel forgatni kölcsönösen kompenzálni. Ilyen keverékek említett, racém elegyek vagy racemátok. A gáz halmazállapotú, folyékony fázis és az oldat tulajdonságait racemátok általában egybeesnek a tiszta enantiomerek, de szilárd állapotban tulajdonságok, például olvadáspont, fúziós hője, oldhatóság, általában különböző.
1.2 fizikai okok az optikai aktivitás
Az akirális környezet két enantiomer azonos a kémiai és fizikai tulajdonságai, de könnyen meg lehet különböztetni egymástól a specifikus kölcsönhatás fénnyel. Az egyik enantiomer elforgatja a polarizáció síkja lineynopolyarizovannogo (síkban polarizált) fényt jobbra, és a másik enantiomer - pontosan azonos szögben, hogy a bal oldalon.
És 1,2. fenomenológiai modell
A fenomenológiai modell javasolt Fresnel optikai aktivitása még 1823-ban Ez alapján a hullám elmélet a fény, és abból a szempontból modern tudomány nem eléggé szigorú. Azonban ez a modell ad egy nagyon világos képet az oka optikai aktivitás és egyéb kapcsolatos jelenségek fényabszorpciónak egy királis anyag keretében a klasszikus elektrodinamika, ezért gyakran használják a mai napig.
A klasszikus fogalmak, lineynopolyarizovanny (síkban polarizált) fényt az jellemzi, hogy az ezt alkotó vektorok az időfüggő elektromos tér (E) és a mágneses (H) mezők oszcillál egymásra merőleges síkban, és a variációk szinuszos időben és térben. Síkban polarizált fény lehet tekinteni, mint egy kombinációja jobb és bal cirkulárisan polarizált gerendák, mozgó fázisban egymáshoz képest. Ha a kiindulási pont az idő 1 elektromos vektorok a bal és a jobb cirkulárisan polarizált sugarak orientált felfelé, a 2. pont a megfelelő sugár vektor orientált a jobb és a bal sugár vektor a bal (nézve az irányt nyaláb menti mozgás Z tengely). 3. pontjában a vektorok a két gerenda van, amely lefelé irányul derékszöget ray vektort 4 orientált balra és jobbra vektor balra gerenda, stb Így a bal és a jobb körkörösen polarizált sugarak rendre elhagyták és jobbra spirális forgásba elektromos mező vektort. A Ezek összege adja a sík-sugár egy tér-idő rámutat 1,3, és 5 vektorok összegezzük, mint a 2. és 4. pontjában kölcsönösen törölték. A pontok közötti távolság 1 és 5 megfelel egy jobbra vagy balra, spirál vagy síkhullám hosszát.