Optikai izoméria 3.
Optikai forgatás
Optikai aktivitás alatt értjük a királis molekuláknak azt a tulajdonságát, hogy a síkpolarizált fény síkját el tudják fordítani. Ezt a polariméterrel lehet megmérni. A polariméter egy fényforrásból, polárszűrőből, a mintát tartalmazó csőből és az analizátorból (egy második polárszűrőből) áll. A fény síkjának elfordulásakor a megfigyelő; számára a fény látszólag elsötétedik, mivel már nem tud áthatolni a második polárszűrőn. Az elforgatás nagyságát azzal a szöggel mérjük, amennyivel el kell forgatni az analizátor polárszűrőt, hogy a fény ismét az eredeti intenzitású legyen.
A polariméterrel mért érték, a megfigyelt α forgatási szög azonban arányosan függ az oldat koncentrációjával és a minta, az átvilágított réteg hosszával. Ezeket eliminálva megkapjuk az anyagra jellemző [α] fajlagos forgatóképességet:
[α] = 100 * α / l * c ahol c a koncentráció g/100 ml-ben, l a cső hossza deciméterben.
Ha az anyag a fény síkját jobbra, az óra járásával egyezű irányba forgatja (a fényforrással szembe nézve), akkor pozitív forgatásról, ellenkező esetben negatív forgatásról beszélünk, ezt régebben a d (dexter) és l (laevus) betűkkel jelölték, ma a (+) és (-) jelölés a hivatalos.
Az enantiomereknek pontosan azonos nagyságú, de ellenkező irányú a forgatása. Ha csak az egyik enantiomer van jelen, optikailag tiszta anyagról beszélünk. A keverék esetén a két enantiomer egymás hatását gyengíti, az 1:1 arányú keverék, a racemát forgatása 0°.
Egy anyag optikai tisztaságát (ee% az angol enantiomeric excess-ből rövidítve) az alábbi módon definiálják:
optikai tisztaság = % enantiomeric excess = % enantiomer(1) - % enantiomer(2) = 100 * [α]keverék / [α]tiszta anyag
ee% = 100 * ([R]-[S]) / ([R]+[S]), ahol [R] és [S] a két izomer koncentrációja.
Példa:
A (+)-aszparaginsav fajlagos forgatóképessége +25,4°. A megmért keverék fajlagos forgatóképessége +7,62°. Mennyi a keverék optikai tisztasága?
Milyen a keverék százalékos összetétele?