光学纯度

化学术语

光学纯度又称旋光纯度。通常用%o.p.表示。一个化合物的光学纯度是它与纯品的比旋光度的百分比：式中[α]和[α]纯品分别代表样品和纯品的比旋光度。

背景知识

对映异构体

简单的说也就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的立体结构在照镜子，这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。

1、两个互为镜像而不能重合的立体异构体，称为对映异构体，简称对映体。

2、对映体是指具有相同分子式的化合物中，由于原子在空间配置不同而引起的同分异构现象。

3、互为旋光异构体的两种化合物，由于其中一个不对称碳原子的取代基在空间上取向不同而互成物体与镜像的关系，并且两者在空间上不能重叠，它们被称为对映体。

对映体具有相同的物理性质（如熔点，沸点，溶解度，折射率，酸性，密度等），热力学性质（如自由能，焓、熵等）和化学性质。除非在手性环境（如手性试剂，手性溶剂）中才表现出差异。

对映体对偏振光的作用不同，它们的比旋光度数值相同，但方向相反。对映体的生物活性不相同，化学反应中表现出等速率。等量的左旋体与右旋体的混合物构成外消旋体。从对映体中分离出单纯一个光学异构体的方法称拆解。最普通的拆解方法是将消旋体与光学活性相反的离子（称拆解剂）作用生成非对映体。

非对映异构体

两个结构相同的分子，由于具有构型不同的不对称原子，彼此不呈实物与镜像的关系。

非对映异构体的旋光性不同，熔点、沸点、溶解度、密度、折射率等物理性质也很不同。其化学性质虽然相似，但也不完全相同。

非对映异构体是由已含有一个手性中心的分子产生第二个手性中心时的必然产物。与对映体的生成不同，由于第一个手性中心的影响，所得到的两个非对映异构体的数量并不相同。这就是不对称合成的基础。

旋光度的测量

可以用旋光仪来测定旋光性物质的旋光度和旋光方向。旋光仪主要由一个钠光源、两个尼科尔棱镜和一个盛有测试样品的盛液管组成。普通光先经过一个固定不动的棱镜(起偏镜)变成偏振光，然后通过盛液管、再由一个可转动的棱镜(检偏镜)来检验偏振光的振动方向和旋转角度。使偏振光振动平面向右旋转，则称右旋；若使偏振光振动平面向左旋转，则称左旋。

光学纯度定义

optical purity，又称旋光纯度。通常用%o.p.表示。光学纯度是用于对映体组成的术语之一。它指的是对映体样品的测定的旋光与最大(或绝对)旋光之比。

计算公式

光学纯度（opticalpurity）是衡量旋光性样品中一个对映体超过另一个对映体的量的量度。若一个纯的光学活性物质是100%的一种对映异构体，那么一个外消旋体的光学纯度则为0。如某旋光性样品是由一个对映体R和S-异构体组成，R-异构体含量为20%，S-异构体的含量为80%，其光学纯度则为60%。样品中有多余60%的S-异构体，而样品中有40%是外消旋体。

光学纯度 = 百分余数 =

也可以用比旋光度进行计算：

光学纯度 = （测得样品的比旋光度 / 纯对映体的比旋光度）X 100%

由此，可以通过已知的量来计算R,S的占比与外消旋体的占比。

对映体过量值

ee的英文名称就Enantionmericexcesses，对映体过量，通常用手性柱就可分开,也可测出纯S或R的旋光度后,用试样比标样也可知光学含量。

它的计算原理举例来讲如下：苯乙酮与氢加成可生成R和S两种对映体，如果用一般方法得到的是消旋体即两种对映体含量相等，但如果采取一定的方法得到的就不是消旋体，即有一种对映体过量这时的EE值计算式就为

ee=([R]-[S]/[R]+[S])*100%

用比旋来测定对映体组成是一个传统和常规的方法，该方法简洁快速，但在多数情况下不是很精确。该方法的局限性是：①按上述光学活性测定的方法，必须知道在实验条件下的纯对映体的比旋值，以便与样品的测量结果进行比较；②旋光的测量或光学纯度的测定可能受到许多因素的影响，如偏振光波长及溶剂、溶液的浓度、温度等，最重要的是，测量值会受到具有大比旋值的杂质的显著影响；③需要相对多量的样品(在小分子化合物情况下，需用量5~20mg），同时化合物的旋光值必须足够大以获得可靠的数值；④必须得到纯产物以便测定比旋，在样品的处理过程中不应发生某一对映体的富集。

应用

测定手性化合物的光学纯度——比旋光度(o.p.)的测定

手性分子能够把平面偏振光旋转到一定的角度，各对映体使其数值相同但方向相反，这种性质即光学活性。若是消旋体，两个异构体的量刚好相等，表现出来的却是无光学活性。同样，如果一个对映体的量超过了另一个，该手性化合物就有可能显示出光学活性。测定手性分子各对映异构体的组成（相对含量），对于开展不对称催化、手性药物合成等方面的研究具有十分重要的意义。对映体的纯度是手性质控的重要指标，可以通过测定旋光度/比旋度来反映对映体的光学纯度。

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