旋光和圆二色性光谱市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx
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1、当代分析测试技术当代分析测试技术主讲:主讲:何品刚何品刚第第1页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)第五章第五章 旋光与圆二色性光谱旋光与圆二色性光谱 圆二色性(圆二色性(circular dichroosim,简称简称CD)和旋光色散)和旋光色散(Optical rotatory dispersion,简称简称 ORD)是研究分子结构)是研究分子结构不对称方法,可用来检测生物大分子样品在溶液状态下构不对称方法,可用来检测生物大分子样品在
2、溶液状态下构象,它能和象,它能和X射线衍射法有很好互补性。射线衍射法有很好互补性。X射线衍射法能射线衍射法能够在晶体状态下了解分子结构,提供最详细资料,但不能够在晶体状态下了解分子结构,提供最详细资料,但不能提供有机生物大分子在溶液状态下构象信息。提供有机生物大分子在溶液状态下构象信息。第第2页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光偏振光偏振 光含有波粒二相性。可将光看成是光量子简谐振动,这种振动光含有波粒二相性。可将光看成是光量子简谐振
3、动,这种振动是与光传输方向垂直,在各个方向上振动。若自然光经过某种特是与光传输方向垂直,在各个方向上振动。若自然光经过某种特殊晶体如:方解石等,则晶体只允许振动面平行于晶轴光经过。殊晶体如:方解石等,则晶体只允许振动面平行于晶轴光经过。所以,这种光是只有特定振动方向光,这种光称:所以,这种光是只有特定振动方向光,这种光称:平面偏振光或平面偏振光或称平面圆偏振光。这种称平面圆偏振光。这种自然光经过某种晶体后变成自然光经过某种晶体后变成平面偏振光现平面偏振光现象称为光偏振。象称为光偏振。第第3页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析
4、技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)平面偏振光可看成是二个振幅相同,螺旋方向相反二束光,即:左平面偏振光可看成是二个振幅相同,螺旋方向相反二束光,即:左圆偏振光和右圆偏振光矢量和。圆偏振光和右圆偏振光矢量和。第第4页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)旋光光谱旋光光谱 非旋光活性介质:当一束平面偏振光经过某一介质时,左、右偏振非旋光活性介质:当一束平面偏振光经过某一介质时,左、右偏振光
5、传输速度不变(折射率、散射率相同),入射光振动方向不变,光传输速度不变(折射率、散射率相同),入射光振动方向不变,这种介质为非旋光活性介质。这种介质为非旋光活性介质。旋光活性介质:当一束平面偏振光经过某一介质时,左、右偏振光旋光活性介质:当一束平面偏振光经过某一介质时,左、右偏振光传输速度发生改变,合成后平面偏振光振动方向发生改变,这种介传输速度发生改变,合成后平面偏振光振动方向发生改变,这种介质为旋光活性介质。质为旋光活性介质。*光学活性物质光学活性物质:不能与它镜像相互重合,一定不含有中心对称、:不能与它镜像相互重合,一定不含有中心对称、平面对称和旋转对称轴物质。平面对称和旋转对称轴物质。
6、第第5页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)旋光度旋光度:有旋光性质介质对于某一单色平面光所产生旋转角度。:有旋光性质介质对于某一单色平面光所产生旋转角度。比旋光度或旋光率:比旋光度或旋光率:单位为度单位为度.毫升毫升.克克1.分米分米1,l 光光程,程,c 浓度。浓度。与两园偏振光折射率差值关系为:与两园偏振光折射率差值关系为:因为在不一样波长下,光折射率不一样,旋光度也不相同,所以,因为在不一样波长下,光折射率不一样,旋光度也不相同,
7、所以,当以波长为横坐标,旋光度为纵坐标,可得旋光光谱谱线。当以波长为横坐标,旋光度为纵坐标,可得旋光光谱谱线。分子结构不一样,旋光谱线谱形也不相同。分子结构不一样,旋光谱线谱形也不相同。第第6页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)旋光谱线类型旋光谱线类型平滑谱线平滑谱线S型谱线(型谱线(Cotton 效应)效应)正性谱线正性谱线负性谱线负性谱线第第7页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二
8、色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)平滑谱线平滑谱线第第8页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)S型谱线(型谱线(Cotton 效应)效应)第第9页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)第第10页页当代分析测试技术当
9、代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱光分析技术(旋光与圆二色性光谱光分析技术(旋光与圆二色性光谱光分析技术(旋光与圆二色性光谱)第第11页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)旋光谱考查参数:旋光谱考查参数:a a振幅:峰与谷高振幅:峰与谷高b b宽幅:峰与谷之间水平距离宽幅:峰与谷之间水平距离Cotton Cotton 效应:正效应:正S S曲线,右旋曲线,右旋 反反S S曲线,左旋曲线,左旋l l
10、k k::在峰或谷靠短波长一侧谱:在峰或谷靠短波长一侧谱线与旋光度线与旋光度0 0o o 线交点处波长线交点处波长第第12页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)圆二色光谱圆二色光谱因旋光活性物质含有生色基团,对特定波长有吸收,且对左、右偏振光吸收能力不一样,而使其共振峰幅度不一样,这么不但造成偏正光速度不一样,而且振幅也不一样,这么两个矢量就不是圆偏振,而是一个椭圆偏振光 圆二色性。圆二色性形成椭圆长轴是 El+Ed,短轴是ElEd第第1
11、3页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)椭圆率椭圆率:=tg=tg-1-1(短轴短轴/长轴)长轴)第第14页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)若旋光物质对左、右旋偏振光吸收系数差为:若旋光物质对左、右旋偏振光吸收系数差为:由由DeDe对对l l做图,可得圆二色光谱图。做图,可得圆二
12、色光谱图。第第15页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)若用椭圆率若用椭圆率q q 来替换来替换De:De:其中其中:l为样品中旋光物质厚度,为样品中旋光物质厚度,C为旋光物质浓度。为旋光物质浓度。比椭圆率:比椭圆率:(q q)=q/=q/c l 其中其中 l:dm,c:g/ml摩尔椭圆率:摩尔椭圆率:q=q=(q q)M/M/100=33003300 第第16页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术
13、(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)CDCD谱线与谱线与ORDORD谱线比较:谱线比较:第第17页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)CD与与ORD关系关系在一定波长范围内,若样品化合物没有特征吸收,在旋光光在一定波长范围内,若样品化合物没有特征吸收,在旋光光谱中给出平滑旋光曲线,那么,它们谱中给出平滑旋光曲线,那么,它们DeDe值很小,得不到含有值很小,得
14、不到含有特征吸收带圆二色性谱。特征吸收带圆二色性谱。在一定波长范围内,若样品化合物有特征吸收,在旋光光谱在一定波长范围内,若样品化合物有特征吸收,在旋光光谱中出现中出现cotton效应正效应正S型或反型或反S型旋光曲线,则在靠近型旋光曲线,则在靠近l lk k处绝处绝对值将改变较大,给出含有特征吸收带圆二色性谱。对值将改变较大,给出含有特征吸收带圆二色性谱。第第18页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)假想化合物假想化合物UVUV、CDC
15、D和和ORDORD谱图比较:谱图比较:第第19页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)一个复杂化合物中并不是全部吸收带都展现光学活性;一个复杂化合物中并不是全部吸收带都展现光学活性;CD谱能非常明确地表现出谱能非常明确地表现出I吸收峰正吸收峰正cotton效应与效应与II吸收峰负吸收峰负cotton效应;效应;ORD谱虽也表现出吸收带谱虽也表现出吸收带I正正cotton效应与效应与II吸收峰负吸收峰负cotton效应,效应,但因为旋光性叠加
16、,不如但因为旋光性叠加,不如CD谱清楚。谱清楚。在没有光吸收波段,在没有光吸收波段,ORD有可能提供一些有可能提供一些CD所不能提供信息。所不能提供信息。第第20页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)旋光仪和圆二色光谱仪旋光仪和圆二色光谱仪 旋光光谱仪旋光光谱仪第第21页页当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术当代分析测试技术光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技术(旋光与圆二色性光谱)光分析技
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