19.06.2019 Поляриметрия и приборы в поляриметрии

Для начала, немного теории….

Оптически активные вещества (ОАВ), имеющие несимметричную молекулярную структуру, поворачивают плоскость поляризации линейно поляризованного света на угол альфа — угол вращения плоскости поляризации, который зависит от природы оптически активного вещества, его концентрации, длины волны света и температуры. Величина, характеризующая зависимость угла поворота плоскости поляризации от длины волны Д — альфа/Д, называется дисперсией оптического вращения. Величина угла поворота пропорциональна толщине слоя вещества и концентрации вещества. Характеристика природы вещества учитывается удельным углом вращения. Угол поворота плоскости поляризации измеряют обычно при 20,0°C и стандартной длине волны 589,3 нм (D-линия Натрия).

Поляриметрия широко применяется для исследования строения оптически активных веществ и измерения их концентрации. Оптическая активность — эффект второго порядка, получаемый при учёте различия фаз световой волны в разных точках молекулы, который возникает в результате электронных взаимодействий в молекуле. Оптическая активность чрезвычайно чувствительна к любым изменениям строения вещества и к межмолекулярному взаимодействию, поэтому она может дать ценную информацию о природе заместителей в молекулах (как органических, так и комплексных неорганических соединений), об их конформациях, внутреннем вращении и т.д. На оптическую активность веществ влияют силы межмолекулярного взаимодействия, которые можно рассматривать в модели молекулы как системы анизотропно поляризующихся атомных групп, между которыми в поле световой волны возникает специфическое электростатическое взаимодействие, индуцирующее дополнительное диполь-дипольное взаимодействие.

Трудности теоретических оценок оптической активности химических соединений определяются неаддитивностью явления, не позволяющей вести расчёты на основе простой схемы, как, например, в случае молекулярной рефракции. Перспективными здесь являются методы поляриметрии, основанные на измерении поляризационных свойств прошедшего через тестируемое вещество квазимонохроматического излучения различных спектральных диапазонов.

Примеры некоторых оптически активных веществ: эфедрин, эрготамин, коскапин, преднизолон, эскитон, ментол, гидроколтизон, скопорамин, аспаргин и его кислоты, аспартем, гуммарабик (E414), арабиноз, альгиновая кислота, изолейцин, изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (E315). глутамин и его кислоты, глутамат, хлорофил, холекальциферол (витамин D3), ментилацетат, циклодекстрины, цистеин, цинеол, винная кислота (и другие кислоты, содержащие тартарат – например, гидротартарат калия), тиросин, тианин, токоферол, треонин, натамизин, валин, пантогеновая кислота, биотин, гидроксипролин, хистидин, гидроксипромин, фениланин, пролин, периллальделид, борнеол, токоферол, метионин, лизин, рибофлавин, лейцин, аскорбинова кислота и лактоза.

Приборы для измерения угла вращения оптически активных веществ.

В настоящее время существует множество приборов для измерения угла вращения оптически активных веществ, которые отличает чрезвычайное разнообразие как сфер применения, так и конструктивного оформления, и принципов действия. Условно их можно разделить на три группы:

Оптические поляриметры.

Яркий представитель этого класса, отечественный круговой поляриметр СМ-3. Обладает лишь одним преимуществом – ценой. Крайне неудобен в работе(!). Огромное влияние человеческого фактора на получение результата.

Полуавтоматические поляриметры.

Приведем модель известного японского производителя оптических приборов – ATAGO, модель называется Polax-2L. Данную модель выбирают небольшие фармацевтические компании, аптеки, исследовательские подразделения.

Автоматические поляриметры.

Здесь линейка представлена тремя моделями в различных комплектациях. Современный, быстрый, точный и стабильный поляриметр SAC-i (для сахарной промышленности, фармацевтики). И наконец проверенный временем автоматический поляриметр AP-300.