Файл: Краббе П. Применение хироптических методов в химии.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

152

 

 

 

Приложение

 

 

 

 

 

т а к ие

ложные

пики,

необходимо

измерить

Д О В

и

К Д

раствора

12 мг

К 2 С г 2 0 7 в

100

мл

0,05

н К О Н

при

275

нм

(рис.

5). Необходимо следить, чтобы при таких измере­

ниях

ширина щели не была слишком большой.

 

 

5.

Обработка

кривых

ДОВ

и КД- В случае дисперсии

оптического вращения обозначим весь диапазон

ш к а л ы

через

5

(число

градусов

на

10

см д и а г р а м м ы ) ,

длину

волны — X, температуру — t(°C),

концентрацию— С (г/мл),

длину кюветы — / (дм),

молекулярный вес

образца —

М и

показание

прибора

на д и а г р а м м е — Н

(см) .

Тогда

получим

следующие

выражения:

 

 

 

 

 

 

оптическое

вращение

 

а [ =

S • (#/10),

 

 

удельное вращение

 

[а][ =

a[j(C

• I),

 

 

 

молекулярное вращение

[М]£ =

[а]£ • (М/100).

 

Удельное вращение является физической константой каждого вещества и служит для контроля чистоты и для идентификации веществ. Молекулярное вращение ис­ пользуется в конформационном и конфигурационном анализе.

В случае кругового дихроизма обозначим весь мас­ штаб ш к а л ы через 5 (&D на 10 см д и а г р а м м ы ) , концент­

р а ц и ю — С (моль/л), длину кюветы — I (см) и показание прибора — Н (см) . Тогда получим выражение для цир­ кулярной дихроичной оптической плотности

для молекулярного циркулярного дихроичного коэф­ фициента поглощения

 

 

л <

д

^

и д л я молекулярной

эллиптичности

 

 

[е]( =

з з о о . д в ( .

Чтобы

получить

истинные

значения молекулярного

вращения

[М]£ и

молекулярной эллиптичности [9]£,

величины, определенные по указанным формулам, умно­ ж а ю т на множитель Лорентца 3 / ( « 2 + 2), где п — пока-

Измерение ДОВ и КД

153

Таблица 4

Показатели преломления и коротковолновый предел пропускания различных растворителей (I = 10 см)

 

Коротковолновый

 

Растворитель *

предел пропускания

Показатель преломления

(приблизительно),

 

нм

 

Циклогексан

200

 

 

1,42900

Изооктан

200

 

 

1,3915

Четыреххлористый

250

n D

-

1,46305

углерод

 

 

 

1,44432

1,2-Дихлорэтан

220

nD

 

Диоксан

220

n D

— 1,42241

Хлороформ

240

nD

=

1,44858

Метанол

210

„ 2

5

1,3276

n D

=

Этанол

220

„ 2

0

1,36139

n D

=

Вода

190

n D

-

1,333

• E P A (смесь этилового эфира,

изопентана

п этанола в

соотношении

5 : 5 : 2 ) используется при измерениях

при низкой

температуре,

а декалин —

при высокой температуре .

 

 

 

з а т е ль преломления раствора . Если растворы разбавлен ­ ные, то можно использовать показатель преломления растворителя (табл. 4) . Этой поправкой пренебрегают в тех случаях, когда сравниваются образцы, растворен­ ные в одинаковых растворителях.

 

 

 

 

4. ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЙ

 

 

 

Техника

измерений Д О В и К Д в основном одинакова.

Необходимо

отметить, однако,

что на К Д мало

влияют

н а п р я ж е н и я

в окнах кюветы и их загрязнение,

мутность

исследуемого

раствора и другие и с к а ж а ю щ и е

факторы .

Д О В , которая

непосредственно

зависит

от поляризации,

наоборот,

легко

подвержена

действию

э т и *

факторов.

В зависимости от условий, в

которых

находится

обра­

зец, это

может

быть раствор,

кристалл, таблетка или

154 Приложение

газ. Наиболее часто используются растворы. Если иссле^

дуемый образец находится в виде кристалла,

таблетки

или

газа, то развертка по спектру осуществляется так

же,

как и в

случае раствора.

 

Условия,

желательные для анализа данного

образца,

не всегда совместимы с оптимальными условиями изме­ рений на данном приборе. В качестве примера можно указать на изучение конформации и конфигурации бел­ ковых ферментов методами Д О В и К Д . Если для изуче­ ния используют тартратный буфер, то этот буфер погло­ щает свет и делает невозможным наблюдение эффектов Коттона, обусловленных структурой белка, при длинах волн менее 250 нм. Концентрация образца, используемая для изучения активности фермента, часто отличается от оптимальной концентрации, которую можно измерить на приборе. Имеется ряд образцов, которые можно изме­ рить при тщательно выбранных условиях, таких, как

концентрация, длина

кюветы, диапазон ш к а л ы

Д О В и

К Д .

Во

многих случаях,

однако,

приходится

больше

считаться с условиями измерения на

приборе, чем с усло­

виями,

желательными

для

анализа

данного

образца .

Н и ж е

будут

рассмотрены измерения

Д О В и К Д , опти­

мальные

для

прибора.

 

 

 

 

 

4.1. Калибровка

 

измерительных

приборов

Д л я

взвешивания

нескольких миллиграммов

о б р а з ц а

с ошибкой не

более

1%

требуются микровесы.

Измери­

тельные колбы и пипетки д о л ж н ы быть предварительно прокалиброваны . Так как длина кювет обычно имеет абсолютную ошибку в пределах ± 0 , 0 5 мм, то необхо­ димо прокалибровать кюветы длиной от 0,1 до 5 мм с по­

мощью калибровочных

кривых

Д О В

и

КД,

снятых

с ис­

пользованием кюветы

длиной

10

мм.

Д л я измерений

в кюветах длиной 0,1—1 мм

желательно

использовать

высокочувствительный

интервал измерений

Д О В и

К Д

или исследовать раствор образца с более высокой кон­ центрацией.

Л 4.2. Выбор растворителя

Д л я измерения Д О В и К Д используются те лее рас­ творители, что и для измерений . УФ-спектров поглоще-

Измерение ДОВ

и КД

155

ния. Предпочтительны т а к ж е

растворители,

которые

имеют малое поглощение при коротких длинах волн и являются хорошими растворителями для соединений раз­ личных классов. Вода (включая различные буферные растворы) широко используется в биохимических иссле­ дованиях, метанол и диоксан наиболее часто применяются при изучении органических соединений. В органиче­ ской химии конформация соединений и степень воздей­ ствия растворителя часто зависят от полярности приме­ ненного растворителя; при анализе белков особенно сильное влияние оказывает рН раствора. Так как обыч­ ные органические растворители содержат примеси аро­ матических соединений, желательно очищать их хроматографически с помощью силикагеля. Кроме того, для измерений Д О В и К Д удобно использовать растворители марки «спектроскопически чистые». Растворители, кото­ рые легко поглощают влагу, д о л ж н ы быть осушены с помощью активированной окиси алюминия или сили­ кагеля. Необходимо т а к ж е иметь в виду, что органиче­ ские растворители перед их использованием для измере­ ния должны принять комнатную температуру. Если тем­ пература, при которой приготовлен раствор образца, и

температура

измерения различаются, то это приводит

к

изменению

объема растворителя и вносит ошибку

в измеряемые

величины.

 

 

 

 

4.3.

Подбор

концентрации

раствора

 

 

 

 

и

длины

кюветы

 

 

 

Спектрополяриметр ORD/UV-5 имеет набор из 12 кю­

вет

длиной от

100

до

0,1 мм. Д л я измерений при

длинах

волн больше

250

нм,

где

растворитель имеет

большое

пропускание, в качестве стандарта используют концен­ трации образца около 0,1% для кюветы длиной 10. мм. При длинах волн, где растворитель у ж е значительно по­

глощает свет, применяют обычно тонкие кюветы

длиной

1

мм

или

около

0,1 мм. При уменьшении длины

кюветы

в

10

раз

предел

пропускания растворителя сдвигается

в коротковолновую область приблизительно на 10 нм. Поскольку эффекты Коттона при измерении Д О В и КД проявляются в области полосы поглощения образца, из­ мерения производятся в условиях, когда интенсивность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

 

Условия приготовления образца и масштаб шкалы

 

 

 

 

Хромофор

 

Область

длин

Концентра­

Длина кюветы

Масштаб

шка­ М а с ш т а б шка­

 

 

волн,

нм

ция, »/„

лы К Д ,

AD

лы Д О В , град

Кетон, альдегид

 

ян>-я*240—350

0,1

1 см

0,002—0,02

0,1—2

а, В-Ненасыщенный кетон

п. -> хс*280—400

0,1

1 см

0,002-0,02

0,1-2

 

 

 

п -> я*200—280

0,1

1 мм или короче

0,002-0,005

0,1—0,2

—СООН,

лактон, эфир

ге->я*210-230

0,1

10—1 мм

0,002—0,02

0,1-2

Сопряженная двойная связь

тс -> я*200—300

од

1 мм или короче

0,002-0,005

0,1—0,2

Аромати­

боковая

цепь

250—300

0,01-0,02

1 см

0,002

0,1—0,2

ческий

 

 

200-250

0,01-0,02

1 мм или короче

0,002

0,1

хромофор главная

цепь

250—300

од

1 см

0,002

0,1-0,2

 

 

 

200—250

0,1

1 мм или короче

0,002

0,1

S—S (Этилентиокеталь)

п н- а*200-300 |

0,1

1 см

0,002—0,02

0,1-0,5

Белок

 

 

Ароматическая

 

 

 

 

 

 

 

 

цепь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250-320

0,1

1 см

0,002

0,1-1

 

 

 

л -> 31*200—250

0,1

1 мм или короче

0,002—0,005

0,1-0,2

ДНК, РНК

 

200—300

0,1

1 мм

0,002

0,1

Хелатное

соединение

ко­

d -> d*300—700

0,2

1 см

0,005—0,02

0,1-2

бальта

 

 

СГ-полоса

 

 

 

 

 

 

 

 

200-300

0,1

0,1 мм

0,002

0,1

Смотрите также файлы