立体化学与手性
旋光性
让一种特殊的光——所有波都在单一平面内振动的光——穿过某些液体的管子,奇怪的事情发生了:振动平面射出时被旋转了,仿佛分子在光通过时轻轻拧了它一下。能这样做的物质称为旋光性物质,这一发现是分子具有三维形状的早期而美丽的线索。
旋光性是物质使平面偏振光的振动平面发生旋转的能力。其根源是手性:手性分子与偏振光的两个圆形分量的相互作用略有不同,又因为它的镜像是另一个分子,净效果就是可测量的扭转。以单一对映体存在的手性物质是旋光的;它的镜像对映体使光旋转的角度完全相同、方向相反。非手性分子,以及任何 50:50 的两种对映体混合物,都完全不产生净旋转。
从历史上看,旋光性是手性最初被探测到的方式——巴斯德(Pasteur)著名地用手把互为镜像的酒石酸盐晶体分拣开,并证明它们的溶液使光朝相反方向旋转。今天,旋光仪仍能快速、无损地读出一个样品是纯对映体、混合物还是非手性,而旋转的大小则报告对映纯度。它是手性的实验指纹。
旋光仪中一份纯 (R)-(+)-葡萄糖溶液使偏振光顺时针旋转。它的对映体溶液会以完全相同的角度逆时针旋转;两者的 50:50 混合物则显示零旋转。
单一对映体扭转光;外消旋混合物相互抵消为零。
一个微妙之处:显示零旋转的样品未必是非手性的。它可能是外消旋混合物(等量对映体相互抵消),偶尔也可能是一种旋光在所选波长下小到测不出的手性化合物。仅凭零旋转并不能证明分子非手性。
又称
另见