第一节 偏振光和旋光性

合集下载

偏振光的研究实验报告

偏振光的研究实验报告

偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言:偏振光是指光波中电场矢量在空间中的振动方向固定的光。

它在光学领域有着广泛的应用,包括材料的表征、光学器件的设计和光通信等。

本实验旨在通过研究偏振光的性质和特点,探索其在实际应用中的潜力。

实验一:偏振片的特性在实验中,我们首先使用了一块偏振片。

偏振片是一种能够选择性地通过特定方向偏振光的光学器件。

我们将偏振片放置在光源前方,并逐渐旋转它。

观察到当光通过偏振片时,光强度会随着旋转角度的变化而发生明显的变化。

这说明偏振片能够选择性地通过特定方向的偏振光。

实验二:马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的基本定律之一。

它表明,当一束偏振光通过一个偏振片时,出射光的偏振方向与入射光的偏振方向之间的夹角保持不变。

我们使用了两块偏振片,并将它们叠加在一起。

通过旋转第二块偏振片,我们观察到光的强度随着旋转角度的变化而发生周期性的变化。

这一结果验证了马吕斯定律的正确性。

实验三:偏振光的干涉在实验中,我们使用了一束激光器发出的偏振光,并将其分成两束,分别通过两个不同的光程。

然后,我们将两束光重新合并在一起。

通过调节两束光的光程差,我们观察到干涉现象。

当光程差等于整数倍的波长时,干涉现象最为明显。

这一实验结果说明了偏振光的干涉现象是由于光的相位差引起的。

实验四:偏振光的旋光性质偏振光的旋光性质是指光在通过旋光物质时,偏振方向会发生旋转的现象。

我们使用了一块旋光片,并将它放置在光源前方。

通过观察光通过旋光片后的偏振方向,我们发现光的偏振方向确实发生了旋转。

这一实验结果验证了偏振光的旋光性质。

结论:通过以上实验,我们对偏振光的性质和特点有了更深入的了解。

偏振光的研究不仅有助于我们理解光的本质,还在许多实际应用中发挥着重要作用。

例如,在材料的表征中,偏振光可以用来分析材料的结构和性质。

在光学器件的设计中,偏振光可以用来控制光的传输和调制。

在光通信中,偏振光可以用来提高信号传输的可靠性和速率。

汪小兰有机化学课件第四版第五章旋光异构

汪小兰有机化学课件第四版第五章旋光异构

旋转受阻,两个苯环 不能在同一平面上
两个苯环成一定角度
总目录
(1)苯环上无取代基、有小取代基或苯环上有两个
相同基团时,分子有对称面,无手性。
NO2
NO2
Cl
NO2
NO2
(2)当苯环邻位连接两个体积较大的不同取代基时,
分子没有对称面与对称中心,有手性。
π 键相互垂直
所形成的平面也相互垂直
总目录
c
b CCC
d
a
当a=b或c=d,可找到对称面m,分子无手性。
当a≠b、c≠d,分子有手性。
cc
b
b
a
C
C
C
C
dd
C
C
a
总目录
2. 具有联苯类结构的化合物
是否有手性?
两个苯环可在一个平面上,有对称面,无手性。 当苯环邻位引入体积较大基团时,苯环旋转受阻。
Cl
H
CC
H
Cl
C2
n = 360°/180°=2
总目录
环丁烷
H
H

H
H
C4
H
H
C
H
H
6
反-1,2-二氯环丙烷
H H
C2
H
Cl
Cl
H
总目录
2. 手性判据
Cl
HH
Cl
CC H
CC
Cl Cl
H
有对称面的物质与其镜像可重合,无手性
CH3
CH3
H C Cl Cl
Cl
C H
Cl
有对称面的物质与其镜像可以重合,无手性。
COOH
H OH m
H OH

旋光度、熔点测定法

旋光度、熔点测定法

但旋光仪不能分辨出α± n1800的度数,需改变浓度再测。
用旋光仪测定某旋光物质的旋光度时,样品管长为10cm, 测得旋光度为+30º ,怎样验证它的旋光度是+30º ,而不是 +390º 或-330º 呢? 将浓度C或管长l 减半,再测定一次,应得到+15º ; 旋光度为+390º 或-330º 时,结果应为+195º 或-165º 。
WXG-4圆盘旋光仪
比旋光度
α [ ]λ:
t
1ml含1g(质量浓度ρB = 1g/ml)旋光性物质的溶液, 放在1dm长的盛液管中测得的旋光度。
[α]λ =
t
α ρ l· B
式中t表示温度,λ表示所用光的波长。 若所测的旋光物质为纯液体,只要把ρB换成液体的 密度ρ即可。 果糖是左旋的,在水中的比旋光度为
例如: 用于食品工业:检验含糖量和测定食品调味品之淀粉含量; 用于临床及医院:测定尿中含糖量及蛋白质; 用于糖厂:检验生产过程中糖溶液浓度; 用于药物香料工业:测定药物香料油之旋光性; 用于高等院校:教学实验。
※主要技术参数
1.旋光度测定范围: -180°∽+180° 2.度盘格值: 1° 3.度盘游标读数值: 0.05° 4.放大镜放大倍数: 4* 5.单色光源(钠灯)波长: 589.44mm 6.试管长度: 100mm、200mm各1支 7.仪器使用电源: 电源电压: AC220V±22V,50HZ±1HZ 工作电流: 1.3A 放电功率: 20W 稳定时间: 5min 8.仪器重量: 5kg 9.仪器外形尺寸:540mm*220mm*380mm
※ 仪器工作条件
1.温度:
5℃∽35℃
2.相对湿度: 不大于85%

光的偏振ppt课件

光的偏振ppt课件

自然光
....
线偏振光 .
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化
自然光
(1) I0 cos2 1 I0
2
32
解得 = 54044
(2) I0 cos2 I0
2
3
解得 = 35016
【例题13-2】光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3 后光强为I0 /8,已知P1 P3,问:P1、P2间夹角为何?
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3=I0/8
e光
线偏振光
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿光轴方向传播时不发生双折射。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此 光轴
方向的直线均为光轴。
102o
单轴晶体:只有一个光轴的晶体 双轴晶体: 有两个光轴的晶体
78o 78o 102o
4. 主平面(光的传播方向与晶体光轴构成的平面)
·
光轴
·
o光
光轴
e光
(o光振动垂直o 光主平面)
i0 — 布儒斯特角或起偏角

i • n1


i
b
0
n1 sin i0 n2 sin γ n2 sin(900 i0 ) n2 •

平面偏振光和物质的旋光性

平面偏振光和物质的旋光性

•比旋光度不同。
•旋光方向可能相同也可能不同。 •化学性质相似,但反应速度有差异。
二、含两个相同手性碳原子的化合物
酒石酸、2,3-二氯丁烷等分子中含有两个相同的手性碳原子。 酒石酸:共有三个异构体,少于2 n个
COOH H HO OH H COOH (1) 对映体 HO H COOH H OH COOH (2) -12° H H COOH OH OH COOH (3) 0° (m)酒石酸 内消旋体(分子中有对称面) 同一物质 HO HO COOH H H COOH (4) 0°
二、旋光仪与比旋光度
1.旋光仪
A B C D
A' B' A' 旋光性物质 D'
A
乳酸
α
目镜(亮)
起偏镜
盛液管
检偏镜
旋光仪结构示意图
2.比旋光度
测定温度 旋光度(旋光仪上的读数)
t
[α ] = λ
比选光度 波长 (钠光D)
α L x C
溶液的浓度(g/ml)
盛液长度(分米dm)
§6-2
对映异构现象与分子结构的关系
H CH3 CH3 Br2 CH3 H Br Br H CH3 Br H CH3 H Br CH3
C C
H
外消旋体
H CH3
C C
CH3 H
CH3 Br2 H H Br Br CH3
内消旋体
用生成溴鎓离子中间体历程可很好的解释上述立体化学事实。
H CH3 C C H CH3 δ δ Br C C H CH3
2.物质的旋光性
能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性,具有 旋光性的物质称为旋光性物质。
A B C D A' A B C D A' B' A' D' C' 旋光性物质 B' A' A D' C' 不旋光物质 A 乙醇

《偏振光和旋光性》课件

《偏振光和旋光性》课件
2023
REPORTING
《偏振光和旋光性》 PPT课件
2023
目录
• 偏振光的基本概念 • 旋光性的基本概念 • 旋光性的应用 • 偏振光与旋光性的关系 • 偏振光和旋光性的研究展望
2023
PART 01
偏振光的基本概念
REPORTING
光的偏振现象
光的偏振是指光波的电矢量或磁 矢量在某一特定方向上的振动。
在医学领域,旋光性主要用于药物的研发和质量控制。通过检测药物的旋光性, 可以鉴别药物的纯度和手性,确保药物的有效性和安全性。
旋光性在医学成像技术中也有应用。利用旋光性差异可以增强医学影像的对比度 ,提高医学诊断的准确性和可靠性。此外,旋光性还可用于研究人体内的生物代 谢过程,进一步揭示生理机制和疾病发生发展的规律。
REPORTING
旋光现象的发现
1811年,阿喇果尼发现酒石酸盐晶体具有旋光性 。
1815年,布里格斯和特劳伯在研究石英晶体时也 发现了旋光性。
1823年,阿喇果尼发现了偏振光的旋光性。
旋光性的定义
偏振光通过某些物质后,偏振面会相 对于入射光偏转一个角度,这个现象 称为旋光性。
偏振光的偏转角度与物质性质、入射 光的波长、温度等因素有关。
通过控制偏振光和旋光性,可以实现一些特殊的光学效果和实验观察,例 如旋光色散、圆二色性等。
2023
PART 05
偏振光和旋光性的研究展 望
REPORTING
偏振光和旋光性研究的现状
偏振光和旋光性现象在自然界中广泛存在,如太阳光、液 晶显示等。
目前,偏振光和旋光性的研究已经取得了一定的进展,如 偏振光学、旋光测量等领域的技术和应用已经得到了广泛 的应用。
然而,偏振光和旋光性的本质和机理仍需要进一步深入研 究和探索。

第四章 对映异构体

第四章 对映异构体
H H
二氯乙烯C 例1 (E)-1,2-二氯乙烯 2 二氯乙烯
Cl C H C Cl
H
H
例2环丁烷 4 环丁烷C 环丁烷
H
H
H
H
H
例3:苯C6 :
§4-2对映异构和分子结构的关系 -
一、对映异构现象的发现
二氯环丙烷分子中有二重对称轴, 例4:反-1,2-二氯环丙烷分子中有二重对称轴, : 二氯环丙烷分子中有二重对称轴 但没有对称面和对称中心, 但没有对称面和对称中心 , 它和镜象不能重叠 互为对映异构。 ,互为对映异构。
二、旋光仪和比旋光度
§4-1物质的旋光性
二、旋光仪和比旋光度
2.比旋光度 比旋光度 为了能比较物质的旋光性能, 通常规定: 为了能比较物质的旋光性能 , 通常规定 : 1ml含 1g旋光物质的溶液 , 放在 旋光物质的溶液, 含 旋光物质的溶液 放在10cm长的盛液 长的盛液 管中测得的旋光度为该物质的比旋光度, 管中测得的旋光度为该物质的比旋光度 , 常用 为测时温度, 为测定时光的波长一般采用钠光 为测时温度,λ为测定时光的波长一般采用钠光 波长为589 nm,用D表示)。 表示) (波长为 , 表示 比旋光度是旋光物质特有的物理常数。 比旋光度是旋光物质特有的物理常数。
COOH NH2 CH3 H CH3 H COOH NH2 H NH2 COOH CH3 H CH3 NH2 COOH
§4-3含一个手性碳原子化合物的对映异构 -
三、构型的表示方法 —E.Fischer投影式 投影式
3. 透视式 ①用实线相连的原子或基团在纸平面上。 用实线相连的原子或基团在纸平面上。 ②用楔型实线表示的原子或基团在纸平面的 前方。 前方。 虚线相连的在纸平面的后方。 ③虚线相连的在纸平面的后方。 这种表示方法比较生动形象, 这种表示方法比较生动形象,缺点是书写 不方便。 不方便。

《有机化学》第十章 旋光异构

《有机化学》第十章 旋光异构
1
第十章 旋光异构
【知识目标】 了解物质的旋光性及其有关概念(平面偏振光、旋光仪和比旋光度等)。 掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系。 掌握含一个手性碳原子化合物的对映异构情况。 掌握有机化合物的R/S标记法。
【技能目标】 能够根据分子结构判断分子的手性和旋光性。
2
异构现象分类
在有机化合物中,异构现象大体上分为两大类。构造异构是指分子式相同,而分子中原子相互 连接的顺序不同所产生的异构现象,如前面章节所述的碳链异构、位置异构和官能团异构等;立体 异构是指分子式相同,分子中原子相互连接的顺序相同,但在空间的排列方式不同所产生的异构现 象,旋光异构属于立体异构的一种,它与物质的旋光性有关。
5
过 渡 页
1 物质的旋光性
2 对映异构现象 与分子结构的关系
3 含一个手性碳原子 化合物的对映异构
6 第一节 物质的旋光性
一、 平面偏振光和旋光性
(一)平面偏振光
光波是一种电磁波,它的振动方向与前进方向垂直,如下图10-1所示。
第十章
光的前进方向与振动方向垂直
普通光的振动平面
7 第一节 物质的旋光性
(一)对映体——互为物体与镜像关系的立体异构体。
含有一个手性碳原子的化 合物一定是手性分子,含有两 种不同的构型,是互为物体与 镜像关系的立体异构体,称为 对映异构体(简称为对映体)。
对映异构体都有旋光性, 其中一个是左旋的,一个是右 旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。
第十章

20 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
碳链异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构
同分异构
顺反异构
立体异构
构型异构 对映异构(旋光异构)

高二物理椭圆偏振光克尔光电效应旋光现象

高二物理椭圆偏振光克尔光电效应旋光现象
F 为滤色片;M为起偏器;旋光物体放在两个正交的偏振片
M与N之间,将会看到视场由原来的零变亮,把检偏器 N 旋 转一个角度,又可得到零视野。
在迎光矢量图上,电矢量振动方向逆时针方向旋转 的物质,称为左旋偏振光;反之为右旋偏振光。
实验证明:振动面旋转的角度 与材料的厚度d、 浓度C 以及入射光的波长 有关。 对于固体: d
2
若入射光的线偏振方向与外电场方向成450角,且M与N 偏振方向相互垂直,调节电压使其发生相长干涉,有:
若去掉盒内电场,则没有光从N透出。整个系统 起“光开关”的作用。 通过控制外加电压,可调节输出的光脉冲的长短 和频率,把电讯号转变成光讯号。由于光电效应几乎 没有惯性,电讯号的控制速度可达10-9 m/s。“光开 关”,“光调制器”“光断续器”有极快的速度启闭光 路或调制光强,目前广泛应用于高速摄影、电影、电 视和激光通讯等许多领域。 在电场、磁场中,材料光学性质的研究,在实 际应用中有着广阔的前景。
在光路中插入1/4波片,并使光轴与检 在光路中插入1/4波片, 再旋转检偏器,若得 得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若
线 偏 振 光
两明 两零 则为
光强 不变 则为
两明 两暗 则为
两明 两零 则为 椭 圆 偏 光
两明两暗 但暗方位 与未插入 1/4波片时 相同则为
两明两暗 但暗程度 与前不同 则为
圆 偏 光
线偏光垂直通过波片后的偏振态
d
波长片
任意 1/2波片

任意
00或900
出射光的偏振态
与入射光偏振态相同
与入射光偏振态相同 出射线偏光振动方向与入射光 振动方向对于光轴对称,两者间夹角2

450
圆偏振光 1/4波片 00或900 线偏光 900 450 长短轴之比为tan或Ctan 的正椭圆偏光 非波片 00 450 椭圆偏振光 非半波片 900 非波片 椭圆偏振光 非半波片 =450 非1/4波片

偏振光的产生检测和旋光现象

偏振光的产生检测和旋光现象
25
二、晶体中的旋光现象
1、旋光现象
当线偏振平面波在石英中沿光轴方向 传播时,偏振方向随着光波的传播而 旋转,即虽然在任何地点的振动方向 不随时间改变,但在传播途中的不同 地点却有不同的振动方向,如图所示, 这种现象称为旋光。
旋光现象最早是在1811年由阿喇果(Arago)在石英晶片中观察到的。稍后,比 奥(Biot)在一些液态物质中也观察到同样的现象。
对某个波长而言,当o、e光在晶片中的光程差为的某个特 定倍数时,这样的晶片叫波晶片,简称波片。
波片是透明晶体制成的平行平面薄片,其光轴与表面平行。
y
Ae
λ
线偏振光
d
Ax
Ao
光轴
当一束线偏振光垂直入射到由 单轴晶体制成的波片时,在波 片中分解成沿原方向传播但振 动方向互相垂直的o光和e光, 相应的折射率no 、ne。
对波长为的光没有影响(相位延迟2)。但是对别的波长的 光来说是有影响的。
17
(2)、半波片
(2m 1) d (2m 1)
no ne 2
半波片产生π奇数倍的相位延迟,线偏振光通过半波片后仍然是
线偏振光。
作用:可使线偏振光的振动面转过一个角度。
若入射点处线偏振光分解的o、e光同相;则出射点处仍是线 偏振光,只是o、e光反相
9
吸收涂层
28o
光•轴 方解石 i
······
方解石
o
加拿大·树·胶·光e·轴• ··
当入射光束不是平行光或平行光非正入射偏振棱镜时,棱镜 的全偏振将受到限制。允许的角度约为±14º
当上偏角大于某一值时,o光在胶层上的入射角小于临界角, 不发生全反射而部分地透过棱镜;
当下偏角大于某一值时,e光折射率增大与o光同时发生全反 射,没有光从棱镜射出。

大学有机化学 立体化学基础:手性分子

大学有机化学 立体化学基础:手性分子
第五章 立体化学基础
第一节 手性分子和对映体 第二节 费歇尔投影式 第三节 旋光性 第四节 构型标记法 第五节 外消旋体 第六节 非对映体和内消旋化合物 第七节 无手性碳原子的对映体 第八节 外消旋体的拆分
第五章 立体化学基础:手性分子 第一节 手性分子和对映体(一、手性)
Constitutional isomer
上页
下页
首页
第五章 立体化学基础 第二节 费歇尔投影式
同一个异构体可以用几种不同的方法表示 其立体结构。如:2R,3S-2,3,4-三羟基丁醛:
CHO H HO OH H CH2OH H HO CHO C C OH H HO H H
H OH HO H OH
CH2OH
CHO CH2OH
OHC CH2OH
无论是 D/L 还是 R/S 标记方法,都不能通 过其标记的构型来判断旋光方向。
碳链异构
位置异构 官能团异构 价键异构
构造异构
互变异构
同分异构
顺反异构
构型异构
立体异构
Stereoisomer
旋光异构
构象异构
( 对映异构,光学异构)
对映异构又叫光学异构或旋光异构。它 是一类与物质的旋光性质有关的立体异构。
上页 下页 首页
第五章 立体化学基础 第三节 旋光性 (一、偏振光和旋光性)
(二) 立体结构式
CO2H
CO2H H C CH3 HO
C
H3 C OH
H
Cl I C H Br
Cl Br C H
上页 下页 首页
I
第五章 立体化学基础 第二节 费歇尔投影式
(三) 费歇尔投影式
COOH H OH CH3
写Fischer投影式的要点: (1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳,位于纸平面上。 (2) 连于手性碳的横键代表朝向纸平面前方的键。 横前 (3) 连于手性碳的竖键代表朝向纸平面后方的键。 竖后

对映异构又称旋光异构或光学异构是另一种立体

对映异构又称旋光异构或光学异构是另一种立体

旋光性物质使偏振光振动平面旋转的 角度即旋光度,以“α”表示。根据上 述原理制成的旋光仪,可测定物质的 旋光性。
二、旋光度与比旋光度
物质的旋光性除与物质本身的特 性有关外,还与测定时所用溶液的浓 度、测定管的长度、温度、光波的波 长以及溶剂的种类等因素有关。如果 把这些影响因素固定,不同的旋光性 物质的旋光度各为 1 个常数,通常用 比旋光度表示。比旋光度和旋光度之 间的关系可用下式示:
其它的旋光性化合物可与甘油醛相联 系而确定其构型。例如:
COOH H OH
C H3
D-(-)-乳酸
COOH HO H
CH3
L-(+)-乳酸
这里的D、L表示构型,(+)、 (—)表示旋光方向,旋光性物质的 构型与族光方向之间没有对应关系。 D-型的旋光性物质中有右旋体。也有 左旋体,L-型也是如此。如D-甘油醛 是右旋体,而D-乳酸则是左旋体。在 一对对映体中,若D-型是右旋体,其 对映体L-型必然是左旋体;反之亦然。
生理活性:具有旋光性的药物分 子,其药物疗效与分子的立体结构有 密切关系,往往一种立体异构体有药 效,而它的对映体则药效很小,甚至 完全没有药效。例如:左旋的麻黄碱 的升压效能比右旋麻黄碱大四倍;左
旋氯霉素具有杀菌作用,而右旋氯霉 素则完全无效;维生素C右旋体疗效 显著,左旋体无效。人体所需要的氨 基酸都是L-型的,人体所需要的糖则 都是D-型的。
如蔗糖的比旋光度= +66.5℃,表 示 在 20℃ 时 , 用 钠 光 灯 光 源 , C=1kg·L—1 的 蔗 糖 溶 液 的 比 旋 光 度 为 右 旋 66.5° 。 比 族 光 度 是 旋 光 性 物 质 的一种物理常数,而且每种旋光性物 质的比旋光度是固定不变的。测定旋 光度可用于鉴定旋光性物质,也可确 定旋光性物质的纯度和含量。

第八章 旋光异构1

第八章 旋光异构1

一般:※ 当分子中只有一个C* ,分子一定有手性。
※ 当分子中有多个手性中心时,要借助对称因素。无对称 面,又无对称中心的分子,必是手性分子。
C2 HH
H
*
Cl
*
手性分子
Cl H
HH
HH
*
* 非手性分子
Cl Cl
手性碳原子与手性分子之间的关系
1.必要性? ——手性分子是否必然含有手性碳原子?
手性分子不一定含有手性碳原子。
3、外消旋体:
一对对映体的等量混和物。
外消旋体(以乳酸为例): 旋光性 物理性质
外消旋体 无旋光 mp 18℃
化学性质 生理作用 基本相同 各自发挥其左右
旋体的生理功能
表示方法:用dl或(±)来表示
判断分子是否手性的依据:
一般:※ 当分子中只有一个C* ,分子一定有手性。 ※ 当分子中有多个手性中心时,要借助对称因素。
OC
H3C
CH2
2R,3S-(+)-丙氧芬 镇痛药
2S,3R,-(-)-丙氧芬 镇咳药
人类发明的药物,既给人类带来了极大的益处,但也给自 己造成了意想不到的伤害,对药物的盲目依赖和滥服药物, 已造成了许多不应有的悲剧。其中最典型的案例之一,就是
著名的反应停事件。
1957年10月1日将反应停正式推向了市场。反应停便成了 “孕妇的理想选择”(当时的广告用语),在欧洲、亚洲、 非洲、澳洲和南美洲被医生大量处方给孕妇以治疗妊娠呕吐。
CH3 *C COOH
H 丙酸
OH 乳酸
初步结论: 乳酸所以具有旋光性,可能是因为分子中有一个*C原
子(不对称碳原子或手性碳)。
手性碳原子:
连有四个不同原子或基团的碳原子,用*标记。

椭圆偏振光与旋光现象

椭圆偏振光与旋光现象

椭圆偏振光与旋光现象光是一种电磁波,它具有波动性和粒子性。

一束自然光通过一个偏振片后变为偏振光,而偏振光的方向则取决于偏振片的方向。

在偏振光中,椭圆偏振光是一种特殊的偏振光,它与旋光现象有着密切的关系。

首先,我们来解释一下椭圆偏振光的概念。

椭圆偏振光是指在时间的不同阶段,其振动方向沿着一个椭圆轨迹运动的光。

椭圆偏振光可以分为左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光两种。

左旋椭圆偏振光的振动方向沿逆时针方向旋转,而右旋椭圆偏振光的振动方向则沿顺时针方向旋转。

那么,椭圆偏振光与旋光现象有什么联系呢?旋光现象指的是光线在通过一些特殊的物质时,光的振动方向会发生旋转。

这种旋转可以是顺时针旋转,也可以是逆时针旋转。

旋光现象常常与手性分子有关,手性分子是指分子的立体结构对称性不具备镜面对称性的分子。

光在通过含有手性分子的物质时,会发生旋转,产生旋光现象。

椭圆偏振光与旋光现象的关系可以通过一个简单的实验来解释。

我们可以将椭圆偏振光通过一个手性分子的溶液,如果光的特性与手性分子相互作用,光的振动方向会发生旋转。

如果溶液中的手性分子对光的旋转是顺时针方向的,那么右旋椭圆偏振光的振动方向会进一步旋转,变为一个更小的椭圆轨迹。

相反,如果溶液中的手性分子对光的旋转是逆时针方向的,那么左旋椭圆偏振光的振动方向会进一步旋转,变为一个更小的椭圆轨迹。

之所以会发生旋光现象,与手性分子的立体结构有着密切的关系。

左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光在通过手性分子溶液时,会与手性分子发生分子间的相互作用。

由于手性分子的立体结构不具备镜面对称性,所以左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光在通过手性分子溶液时会与分子间的电子云发生相互作用。

这种相互作用会导致光的振动方向发生旋转,造成旋光现象的产生。

椭圆偏振光与旋光现象的研究在光学领域有着重要的意义。

旋光现象不仅仅是一种基础的物理现象,还在化学、生物学等领域中有着广泛的应用。

通过对椭圆偏振光和旋光现象的研究,科学家们可以更好地理解光与物质相互作用的机制,为解决实际问题提供理论基础和实验手段。

旋光性_精品文档

旋光性_精品文档

旋光性1. 什么是旋光性?旋光性(Optical Rotation)指的是光在通过某些化合物溶液时,由于化合物的分子结构的手性性质而引起的偏振光的方向旋转现象。

这个旋转现象是由于溶液中的手性分子对光的旋转有选择性的吸收而引起的。

旋光性是一个重要的物理性质,可用于区分手性分子和测定其浓度。

2. 旋光性的原理旋光性的原理可以通过偏振光和手性分子之间的相互作用来解释。

偏振光是指在一个特定的方向上振动的光,可以通过偏振片来得到。

手性分子是一种分子,其镜像不能通过旋转和平移得到重合的分子,也就是说,它们是不对称的。

当偏振光通过手性分子溶液时,与手性分子相互作用,吸收了特定方向的偏振光,使得光线在通过溶液后发生了旋转。

这个旋转的角度和分子的浓度以及分子的构型有关。

3. 旋光度的测量旋光度(Optical rotation)是衡量旋光性的物理量,通常用α表示。

旋光度定义为单位长度的溶液对光的旋转角度。

旋光度的测量可以通过旋光仪来完成。

旋光仪是一种专门用于测量旋光度的仪器,它利用了偏振光和手性分子之间的相互作用原理。

4. 旋光性在化学中的应用旋光性在化学中有广泛的应用。

其中一个重要的应用是用于区分手性分子。

由于手性分子在反应速率、物理性质等方面与对应的对映体不同,通过测量旋光度可以确定化合物是否为手性分子。

同时,旋光性还可用于测定手性分子的浓度。

通过测量旋光度的变化,可以根据一定的标准曲线来确定溶液中手性分子的浓度。

旋光性也可以用于研究溶液中的分子结构。

由于旋光性与分子的构型有关,可以通过测量旋光度的变化来推断分子的构型信息。

此外,旋光性在医药、食品、农药等领域也有着广泛的应用,例如用于药物合成中药物的拆分、药效评价等方面。

5. 结论旋光性是光在通过手性分子溶液时发生的方向旋转现象。

通过测量旋光度可以识别手性分子并测定其浓度。

旋光性在化学中有着重要的应用,可以用于区分手性分子、测定浓度以及研究分子结构等方面。

随着科学技术的不断发展,旋光性的研究将会得到更广泛的应用和进一步的发展。

有机化学 第六章 对映异构

有机化学 第六章 对映异构

有对称中心的分子非手性,实物与镜可重叠,没 有对映体和旋光性。
(3)对称轴 Cn ——若通过分子画一轴线,当分子绕此轴 旋转360º /n后,得到与原来分子相同的形象,此轴线就 是该分子的几重对称轴。
O H 球体 H 水 H
N
H H

C∞
C2
C3
H
H H Cl
Cl Cl Cl
Cl
Cl C2
H
有无对称轴不能 作为判断分子有 无手性的依据。
第七节 不含手性碳原子的化合物的对映异构
一、丙二烯型分子
a C
b c
a 或 C
b
a
C
C
d
C
C
b
当任何一个双键上连接相同基团,则分子无手性
二、联苯型化合物
分子有 对称面, 无手性
当某些分子单键之间的自由旋转受到阻碍时产生的 光活性异构体,称位阻异构现象.
其它
R1 N R2
R3 R4
第八节 外消旋体的拆分
第六章 对映异构
构造异构 同分异构
碳干异构 位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 顺反异构 对映异构
立体异构 构象异构
对映异构:是指分子式、构造式相同,构型不同,互 呈镜像对映关系的立体异构现象。实物与其镜象不能 重叠的分子成为一对对映体。
CH3 C HO H CH2CH3
镜子 CH3 C H OH CH2CH3 左旋-2-丁醇
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
一、对映异构现象的发现 1848年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家 在研究酒石酸钠铵晶体时,发现有两种不同的晶体.
两种晶体互为实物和镜像的关系,相似不重合,将其 分开分别溶于水中,一种左旋一种右旋,比旋光度相 等。

第一节偏振光和旋光性

第一节偏振光和旋光性

不是所有的物质都有旋光性,具有旋 光性物质都有旋光度。
3、比旋光度 ①影响旋光度的因素:(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度;(d) 测定温度; (e) 所用光的波长 ②比旋光度:为了比较物质旋光性能的大小,消除不可 比因素的影响,通常采用比旋光度来描述。 -样品的旋光度
t [] D= l•C
3、含有多个手性碳原子化合物D、L构型确定
CHO H OH CH2OH D甘油醛 CHO H H OH OH CH2OH CHO H H H OH OH OH CH2OH HO H H CHO H OH OH CH2OH H HO H CHO OH H OH CH2OH HO HO H HO H HO CHO H CH2OH L甘油醛 CHO H OH CH2OH CHO H H OH CH2OH
CHO H OH CH 2OH HO
CHO H CH 2OH
D-(+)-甘油醛
L-(-)-甘油醛
以甘油醛这种人为的构型为标准,再确定其他化合物 的相对构型——关联比较法。 其它手性化合物相对构型的标记则以甘油醛为参照物, 通过与甘油醛构型间的某种联系来确定.
CHO H OH CH 2OH
O
H
COOH OH CH2OH
Hale Waihona Puke 任何物体都有它的镜像。 一个有机分子在镜子内也会出现 相应的镜像。实物与镜像相应部 位与镜面具有相等的距离。实物 与镜像的关系叫对映关系。
井冈山风景
桂林风情
1、手性分子与非手性分子
手性:物体与其镜像相互对映但不能重合的性质. 非手性:物体与其镜像可以重合的性质 手性分子:具有手性的分子,称为手性分子; 非手性分子:不具有手性的分子,称为非手性分子。 2、手性碳原子 与四个不相同的原子或原子团相连的碳原子, 称为手性碳原子或不对称碳原子。用 C* 表示。 如果一个碳原子上有四个不相同基团,它在空间有 两种不同的构型,互为实物与镜像对映关系,相似不能 重合,是手性分子。

有机化学 第6章 旋光异构

有机化学 第6章 旋光异构

COOH C H CH3 OH H3C HO
COOH C H
③ Fescher投影式
COOH H CH3 OH HO
COOH H CH3
费歇尔投影式投影原则:把与手性碳原子结合
的左右横向的两个键伸向手性碳原子的前面 ,
即伸向观察者;把上下竖立的两个键伸向手性
碳原子的后面。 常称为“横前竖后”,即横
R
4、三基团轮换操作,不改变其构型。
CO2H NH2 CH3 H CH3 H CO2H NH2 H NH2 CO2H CH3 H CH3 NH2 CO2H
(3)构型的标记法
① D、L命名法(相对构型) 1951年前人们用甘油醛提出了D、L命名法:
CHO H OH CH2OH I D-(+)-甘油醛 HO
第六章 旋光异构
以三维空间研究分子结构和性质的科学 分子中原子或基团在空间的排列状况


不同的排列对分子性质的影响
具有相同分子式,但结构不同的化合物称为同分异构体 有机化合物的异构情况:
碳链异构
CH3
CH3CH2CH2CH3与CH3CHCH 3
OH
构造异构
位置异构CH3CH2CH2OH与 CH3CHCH 3

设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出 发,向这个点作直线,再从这个点将直线延长出 去,则在该点前一线段等距离处,可以遇到一个 同样的原子,这个点就是对称中心
Cl H H H F H Cl F
H
Cl F
H
P
H
H Cl
F
③ 手性分子的对称要素
一个分子在结构上具有对称面或对称中心,就无 手性,没有旋光性。 一个分子在结构上即无对称面,也无对称中心, 就具有手性,有旋光性。

旋光异构

旋光异构
应用化学系
第6章 旋光异构 有机化学2012
CHO
CHO
H C OH
HO C H
CH2OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
L-(-)-甘油醛
CHO
COOH
H C OH
[O]
[H] H C OH
CH2OH D-(+)-甘油醛
CH2OH D-(-)-甘油酸
COOH
H C OH
CH3 D-(-)-乳酸
D构型不一定是右旋,也不一定是左旋。
第6章 旋光异构 有机化学2012
H
a Hb


H
H
有顺反异构; 有旋光异构体;
H
H
H
a Hb
*
*
HH
bHa
*
*
H
H
a HH
*
*
H
b
(Ⅲ)
(Ⅴ)
(Ⅳ)
(Ⅲ)与(Ⅴ)对映体;(Ⅳ)与(Ⅵ) 对映体;
H
HHa
*
*
b
H
(Ⅵ)
(Ⅲ)与(Ⅳ);(Ⅴ)与(Ⅵ) 顺反异构体
应用化学系
第6章 旋光异构 有机化学2012
CH
H
H3C
OH
CH3
OH
-
【外消旋体】
等量的光学对映体混合时,左旋体所具有的旋光度,恰好被 其右旋体抵销,因此失去了旋光性。这种特殊的混合物,称为外 消旋体。
(±)表示外消旋体。
应用化学系
第6章 旋光异构 有机化学2012
二、费歇尔(Fischer)投影式
书写方便,用平面来表示立体结构; 投影原则: “横前竖后”。
第二节 旋光性和分子结构的关系
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

在20℃用钠光源的旋光仪测得葡萄糖溶液和果糖溶液
的比旋光度分别为右旋52.5°和左旋93°,分别写作葡萄 糖=+52.5°(水)和果糖=-93°(水)
旋光仪
一、对映异构现象
生活中的对映体 左手的镜像是右手 ——对映关系 左、右手对映而 不能重合,这种 性质称为—— ―手性”。 外形相似,但不能完全重叠。如果把左手放到镜面前, 其镜像恰好与右手相同,左右手的关系实际上是实物与镜像 的关系,互为对映,但不能重叠。
COOH HO CH3
COOH H2N CH3 H
H CH3
COOH H OH CH3 COOH
NH2
H
L-(+)2-氨基丙酸
D-(-)2-氨基丙酸
3、含有多个手性碳原子化合物D、L构型确定 在含有多个手性碳原子的分子中用D、L命名时只看编号 最大、放在最底端的那个手性碳原子横键上所连接的原子或 原子团的构型与甘油醛的构型是否相同,即可确定该化合物 的构型。例如: CHO CHO CHO C O H OH H OH HO H HO H H OH H OH H OH H OH H OH H OH CH2OH CH2OH CH2OH D-果糖 D-核糖 D-葡萄糖
任何物体都有它的镜像。 一个有机分子在镜子内也会出现 相应的镜像。实物与镜像相应部 位与镜面具有相等的距离。实物 与镜像的关系叫对映关系。
井冈山风景
桂林风情
1、手性分子与非手性分子
手性:物体与其镜像相互对映但不能重合的性质. 非手性:物体与其镜像可以重合的性质 手性分子:具有手性的分子,称为手性分子; 非手性分子:不具有手性的分子,称为非手性分子。 2、手性碳原子 与四个不相同的原子或原子团相连的碳原子, 称为手性碳原子或不对称碳原子。用 C* 表示。 如果一个碳原子上有四个不相同基团,它在空间有 两种不同的构型,互为实物与镜像对映关系,相似不能 重合,是手性分子。
• 非手性分子的特点
– 对称轴
2、对映体
一氟一氯一溴甲烷是个手性分子 对映体成对 出现,在一 定条件下, 它们旋光度 相同,旋光 方向相反。
对映异构关系:分子构造相同,但构成分子的原子或原子团 在空间的排列互为实物和镜像的关系。 对映异构体(简称对映体):两个互为对映异构关系的异构体。 对映异构现象:能产生对映异构的现象。
CHO H OH CH 2OH HO
CHO H CH 2OH
D-(+)-甘油醛
L-(-)-甘油醛
以甘油醛这种人为的构型为标准,再确定其他化合物 的相对构型——关联比较法。 其它手性化合物相对构型的标记则以甘油醛为参照物, 通过与甘油醛构型间的某种联系来确定.
CHO H OH CH 2OH
O
H
COOH OH CH2OH
C-溶液的浓度(g/mL) l- 旋光管长度(dm) t—测定时温度 D—钠光
比旋光度: 在一定温度下,旋光管长度为1dm,试样浓度为g/mL,以钠光 灯作为光源时所测的旋光度。
例:肌肉乳酸的比旋光度: [α]20D= + 3.80(水) 表示:在20℃时,用钠光源的旋光仪测得肌肉乳酸溶液 的比旋光度为右旋3.80°。
第 一 节 偏 振 光 和 旋 光 性
一、偏振光
光波是一种电磁波,具有波动性,振动的振幅呈周期 性的变化。它的振动方向与前进方向垂直。
普通光线振动平面
光传播方向 光源
在光前进的方向上放一个尼科尔棱晶或人造偏振片, 只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶, 而在其它平面上振动的光线则被挡住。
外消旋体与对映体的比较(以乳酸为例):
二、对称中心 若分子中有一点P,通过P点画任何直线,如果在离P等距 离直线两端有相同的原子或基团,则点P称为分子的对称中心。 分子中存在对称中心,所以它是非手性分子,没有旋光性
(a) 二氟二氯环丁烷
(b) 酒石酸
HO-CH-COOH ︱ HO-CH-COOH
三、手性判断
Cl C H C
H Cl
H C Cl C
Cl H
H Cl
F
H H
F
H
Cl
对映异构的产生是手性碳原子所连接的原子或原子团在空间的分布不同产生的。
对映异构的构型表示方法: 球棍式、立体透视式、费歇尔投影式 一、费歇尔投影式-----常用此法表示原子或基团空间排布方式 该方法是将球棍模型按一定的方式放置。 投影规则如下: (1)将碳链竖起来,把命名时编号最小的碳原子放在最 上端。 (2)横前竖后:与手性碳原子相连的两个横键伸向前方, 两个竖键伸向后方。 (3)横线与竖线的交点代表手性碳原子。
一、对称面 假设分子中有一平面能把分子切成互为镜象的两半,该 平面就是分子的对称面。
对称面
对称面
CH3 C Br CH3 Br
Cl H
C
C
CH3 Br
(a)2,2-二溴丙烷的对称面
(b)1-氯-2-溴丙烯的对称面
由于2,2二溴丙烷和E-1-氯-2-溴丙烯的分子中都 存在对称面,所以它们都是非手性分子,都没有旋光性。

物质的旋光性很早就被发现,如石英晶体等无机晶体的 旋光性早已被人们所知。但对有机化合物旋光性的认识 则较晚。
1848年,路易·巴斯德(1822~1895)对酒石酸钠铵晶体的 研究,为旋光异构现象即对映异构现象奠定了理论基础。 • 具有旋光异构的分子具有什么特性呢? – 首先是在生物化学上,它们往往表现出不同的性质来, 如丙氨酸,它有两种分子,当把它们作为某种细菌的 食物时,只有一种被吃掉,而另一种完全保留下来。 可见在生物体中的选择性是很高的。这对于生物化学 当然是相当重要的。 •
光源
目镜 盛液管
与刻度 盘相连
旋光仪: 能测出物质旋光度的大小(α)和旋光方向(左旋、右旋)。
表示方法: 右旋:用“+‖或者“d‖. 例如:从肌肉中提取的乳酸是 右旋乳酸,记作(+)-乳酸。 左旋:用“—‖或者“l ‖.例如:从糖发酵中得到的乳酸 是左旋乳酸,记作(-)-乳酸。
思考
实验证明
所有的物质都有旋光性吗?
COOH
1 CH3 C HO H H
CH3 HO
Cl 2 3 C CH3 4
1 Cl 2 C H CH3 3 C
Br H CH3 4
CH3 H Br CH3
H
H Cl CH3
Cl H
HO CH3
H
H
二、构型与旋光方向的标记 当一个分子中手性碳原子增多时,对映异构体的数目也会 增多。为了描述分子构型,有必要对手性碳原子进行命名和标 记。用D、L表示构型,其中“D‖在拉丁文中是“右”,“L‖ 在拉丁文中是“左”。 1 、D 、 L 标记法——适合含一个手性碳原子的化合物 人为规定 (+) –甘油醛 为 D–型, (–) –甘油醛 为 L–型
3、含有多个手性碳原子化合物D、L构型确定
CHO H OH CH2OH D甘油醛 CHO H H OH OH CH2OH CHO H H H OH OH OH CH2OH HO H H CHO H OH OH CH2OH H HO H CHO OH H OH CH2OH HO HO H HO H HO CHO H CH2OH L甘油醛 CHO H OH CH2OH CHO H H OH CH2OH
旋光性物质: 能使偏振光振动平面旋转一定角度(α)的物质。 我们称:物质有旋光性。 右旋物质(或右旋体): 能使偏振光振动平面按顺时针方向旋转的旋光性物质。 表示方法:用(+)。 左旋物质(或左旋体): 能使偏振光振动平面按逆时针方向旋转的旋光性物质。 表示方法:用(—)。
三、旋光度与比旋光度
1、旋光度 旋光性物质使偏振光振动平面旋转的角度。 2、旋光仪:测定物质旋光度所用的仪器 起偏镜 检偏器
不是所有的物质都有旋光性,具有旋 光性物质都有旋光度。
3、比旋光度 ①影响旋光度的因素:(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度;(d) 测定温度; (e) 所用光的波长 ②比旋光度:为了比较物质旋光性能的大小,消除不可 比因素的影响,通常采用比旋光度来描述。 -样品的旋光度
t [] D= l•C
Cl H
CH3 C H Cl Cl Cl Cl
CH3 C H
有对称面和对称中心的物质与其镜象可以重合,无手性。
凡是在结构上具有对称面或对称中心的物质, 不具有手性,无旋光性。反之有手性。 判断下列分子是否有手性:
COOH C H
H3C
Cl
CH3 C H Cl C2H5
C
Cl
C
CH3 H
H
Cl
CH3
Thalidomide(一种镇静剂)的两种异构体
的不同生物学特性
R-异构体 镇静、止痛
S-异构体 强致畸作用
• 背景资料:反应停治孕妇反应,但其旋光相反的异构体则致畸 • 调查显示:孕妇怀孕时末次月经后第34到50天是反应停作用的 敏感期,在此时间段以外服用反应停,一般不会导致胎儿的出 生缺陷。 • 在末次月经后第35到37天内服用反应停,会导致胎儿耳朵畸形 和听力缺失。 • 在末次月经后第39到41天内服用反应停,会导致胎儿上肢缺失。 • 在末次月经后第43到44天内服用反应停,会导致胎儿双手呈海 豹样3指畸形。 • 在末次月经后第46到48天内服用反应停,会导致胎儿拇指畸形。 • 除了可以导致畸胎,长期服用反应停可能还会引起外周周围神 经炎。
平面偏振光 Nicol棱晶
(Plane-polarized light)
这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光,
简称偏振光或偏光。
二、旋光性
偏振光
偏振光

待测溶液
不旋光物质
Nicol棱晶
平面偏振光
盛液槽
α
旋光物质
Nicol棱晶
相关文档
最新文档