旋光谱

谱线

旋光谱是指测定在紫外及可见光(200-700nm)内的旋光，然后将比旋度对波长作图，所得的谱线。

现象简介

许多有机化合物具有光学活性，能使偏振光的偏振平面发生旋转，这种现象称为旋光。化合物的旋光度和光的波长有关，亦即一个化合物的比旋度随着波长而改变。

平面偏振光的偏振面通过旋光介质时偏转的角度随波长（或频率）的变化，又称旋光色散。物质的旋光性质用比旋光或摩尔旋光来描述(见旋光法)。

旋光实际上是一种圆双折射现象，它起源于分子的不对称性生色基团对左圆和右圆偏振光的作用有差别。光在介质中的传播速度反比于介质的折射率。平面偏振光可以分解为强度相等的左圆和右圆偏振光，两者的电矢量旋转方向相反。由于旋光物质对两种圆偏振光的相互作用有差别，两种光在其中的折射率和传播速度不同，在传播过程中位相差发生变化，使由它们合成的平面偏振光的偏振面旋转,旋转的角度,式中nL和nR分别是介质对左圆和右圆偏振光的折射率；l为光在介质中传播的距离。若nL大于nR，则 α大于0，对应于右旋(+)，反之为左旋（-）。α与波长有关,不仅因为上式中含vλ, 还因为nL和nR本身是波长的函数。在吸收峰以外的波段，【α】随vλ的变化较平缓，旋转角度可近似表示。ci和vλi是与vλ无关的常数,该现象称为正常旋光色散。在吸收峰附近,【α】随λ剧烈变化,并且常常改变旋转的方向,称为反常旋光色散。出现反常旋光色散是因为折射率在吸收峰附近剧烈变化。实际上，旋光介质不仅对左圆和右圆偏振光的折射率不同，吸收率也不同，因此旋光现象总伴随有圆二色性。但除非在反常色散区，圆二色性表现很不明显。

分子具有旋光性质的必要条件是它不包含第二类对称操作（见分子对称性），即无对称面、对称中心或对称轴，因为旋光的产生要求分子的生色基团在吸收光时，跃迁电偶极矩和磁偶极矩同时不为零，这只有不存在第二类对称操作时才有可能。在旋光分子中，或者是生色基团本身不对称（如六螺烯），或者是对称的生色基团（如羰基）处在不对称的环境之中。旋光分子及其镜像称为对映体或旋光异构体，两者的物理和化学性质十分类似，但旋光方向正好相反。酒石酸是第一个被合成和分离为对映体的分子。由于旋光性与分子结构有直接联系，旋光法是从分子随机取向样品中取得结构信息的最好方法之一。通常利用以下经验性规则，根据旋光色散曲线确定分子的绝对构型：对于类似的化合物，若对应的电子跃迁显出类似的旋光色散行为，则它们就有同样的光学构型。这样，只要知道这一类化合物中一种分子的绝对构型，就可根据旋光曲线推断其他分子的绝对构型。

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