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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

250

300

350

400

 

 

 

 

п ->.л"

(250 - 400 им)

 

 

Условия

измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д О В

 

 

К Д

Концентрация,

%

 

0.101

 

 

0,104

Длина кюветы,

см

 

1

 

 

1

Масштаб

шкалы

Кривая

/: 0,2°

Кривая

2: 0,005 ДО

Скорость

развертки

8-15 мин/ЮО нм

8-20. мин/100 нм

Ширина

шелп

 

Кривая

3- стандартная

Кривая 4:

стандартная

Напряжение на

фото-'

Кривая

6

 

умножителе

 

Кривая

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Кривые ДОВ и КД раствора Д4 -холестенона-3 в изооктане.


 

 

 

Измерение

ДОВ

и КД

 

 

163

измерен в кювете

длиной

1 см. Д л я

измерения

эффекта

Коттона при 218 нм использовалась

кювета длиной

1 мм

с неразбавленным

раствором образца, так как поглоще­

ние

было очень

сильным

и длина

волны

находилась

близко от измеряемого предела, обусловленного

погло­

щением

метанола

как растворителя. Кривая

К Д в

мета-

нольном растворе

была снята при ширине щели в 2,5 раза

большей, чем при обычных

условиях.

 

 

 

 

На

рис. 8 приведены результаты

измерений

Д О В и

К Д

в

неполярном растворителе

в

области

длин

волн

п-у л*-перехода. По сравнению с рис. 7, где приведены данные, полученные в полярном растворителе — мета­ ноле, спектры Д О В и К Д на рис. 8 имеют тонкую струк­ туру, обусловленную колебанием молекул, и средний пик на кривой К Д сдвинут на 20 нм в более длинноволновую область.

Полярность растворителей очень важна при анализе

асимметрического

сольватационного равновесия и кон-

формационного равновесия гибких молекул.

При измерении

Д О В и К Д необходимо определять

нулевую линию по кювете с растворителем. Так как ра­ створители, используемые для таких измерений, являют­ ся оптически неактивными, нулевая линия должна быть одинакова для всех растворителей. В то ж е время необ­ ходимо помнить, что отражение и преломление в раство­ рителях и стенках кюветы влияет на нулевую линию, что приводит к расхождению нулевых линий для разных ра­ створителей.

Если напряжение на фотоумножителе превышает не­ который предел, то сильно уменьшается отношение сиг­ нал/шум и появляются ложные пики. Это легко про­ верить, если проводить измерение, применяя более тон­ кую кювету. Указанный предел находится между 600— 700 В для К Д и 800—1000 В для Д О В . Соотношение ме­

жду показаниями вольтметра и показаниями

самописца

на диаграмме

(деления диаграммы д о л ж н ы

быть исполь­

зованы

только

как вспомогательные) должно

быть уста­

новлено

предварительно до проведения

последующих

измерений. Тогда легко решить, для каких длин волн результаты являются надежными . Наконец, при из­ мерениях Д О В и К Д при длинах волн короче 200 нм


164 Приложение

необходимо через оптическую

систему

пропускать азот

со скоростью несколько литров в минуту.

в. Ширина

щели и

масштаб

абсциссы.

При измерении

Д О В и К Д

иногда

требуется

использовать более широ­

кую щель, чем обычно, и увеличить масштаб горизон­

тальной ш к а л ы

(ось длин

волн) . Когда эффект Коттона

очень

слаб по

сравнению

с поглощением, то для того,

чтобы

получить

кривую Д О В или К Д или уточнить не­

которые участки кривых, часто прибегают к увеличению ширины щели. Так как ширина спектральной полосы ДА, пропорциональна ширине щели W, то увеличение шири­ ны щели увеличивает количество света пропорционально W2, хотя соответственно уменьшается разрешение. Вообще раскрытие щели следует ограничивать в таких пределах, чтобы напряжение на фотоумножителе с 700—900 В (не

предельное напряжение) снизилось

до 400—500 В или

было близко к этому интервалу

(увеличение

ширины

щели 2—5). Когда щель открывают до предела,

особенно

в длинноволновой области, чистота длины волны умень­ шается и возрастает количество рассеянного света. Это требует более тщательной интерпретации полученных кри­

вых Д О В и К Д . Д л я записи

очень

резко

возрастающих

кривых

Д О В

и

К Д , обусловленных

переходами

в аро­

матических

хромофорах,

эффективно т а к ж е

увеличение

м а с ш т а б а

горизонтальной

шкалы .

 

 

 

 

 

г. Другие

факторы.

 

 

 

 

 

 

 

Мутность раствора образца. Мутный раствор

образца

рассеивает свет и уменьшает количество

света,

попадаю ­

щего на детектор. Если растворы слегка

мутные, то это

мало влияет на форму и величину пика

на

кривых К Д ,

Однако

при измерении Д О В рассеивание

света,

обуслов­

ленное

такими

растворами,

часто

и с к а ж а е т

плоскость

поляризации

и

значительно

повышает

уровень

шума.

Мутные растворы необходимо фильтровать перед изме­ рением или, если фильтрование невозможно, повторно записывать кривые при небольшой скорости развертки.

Денатурация образца в результате нагревания или фотохимического воздействия. При изучении белков или других соединений, если они денатурируются при ком­ натной температуре, часто требуется о х л а ж д а т ь ра-


Измерение ДОВ и КД

165

створы до 0 или 5°С. При изучении некоторых белков и растительных пигментов необходима т а к ж е более высо­ кая скорость развертки, так как эти вещества при изме­ рении часто разрушаются под фотохимическим воздей­ ствием.

Неисправности ксеноновой лампы . Среднее время

жизни

ксеноновой лампы

около 150

ч. Л а м п у необхо­

димо

заменять перед тем,

как истечет

этот срок, т а к как

при ее неисправности точечный источник светового излу­ чения становится нестабильным, что приводит к колеба­ ниям напряжения на фотоумножителе, к колебаниям на

кривых Д О В и К Д и к увеличению уровня шума

на диа­

грамме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ОБРАЩЕНИЕ С КЮВЕТОЙ

 

 

Заполнение

кюветы

раствором

 

 

 

Кювету для

измерения

Д О В и К Д заполняют

раство­

ром

образца так же, как

и при измерении поглощения

в УФ-области. При использовании U-образной

кюветы

раствор

впрыскивается

с

помощью

шприца. Д л я

введе­

ния

в

кювету

точного

количества

раствора вещества

удобно пользоваться тонкой полиэтиленовой трубкой, вытянутой на газовой горелке.

Извлечение образца из кюветы после измерения

Д л я извлечения образца при измерениях в прямо­ угольных или цилиндрических кюветах пользуются шприцем, снабженным тонкой полиэтиленовой трубкой. Чтобы вытеснить образец из U-образной кюветы, удобно использовать резиновую грушу.

Очистка кювет и их хранение

Рассмотрим случай, когда измеряют последовательно много образцов. Если вещества достаточно, то кювету можно промыть раствором образца, однако некоторые органические, и особенно природные соединения, зача­ стую нельзя получить в больших количествах. Если в качестве растворителя используются спирт или органи­ ческие растворители (например, диоксан), то кювету не­ обходимо промыть четыре или пять раз этим раствори-


166 П риложение

телем, затем эфиром и высушить в вакуум-эксикаторе. Когда растворителем является вода, кювету сначала промывают водой, а затем два или три раза этанолом. После обработки эфиром кювету необходимо высушить в вакуум-эксикаторе. Если кювета использовалась для измерения Д О В и К Д органических соединений, ее за­ полняют хромовой смесью и оставляют на сутки. При использовании веществ, содержащих ионы металлов или комплексные соединения, кювету погружают в царскую водку или в концентрированную азотную кислоту. Оста ­ точные количества веществ необходимо удалить, дей­ ствуя горячей хромовой смесью или нагретым раствором

поташа.

После

промывания

и сушки

кювету необходимо

хранить

в футляре.

 

 

 

 

 

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Описанные

выше основные приемы техники

измере­

ния Д О В и К Д

применимы

также к

измерению

магнит­

ного кругового дихроизма и к измерению Д О В

и К Д при

низких температурах. Твердо установленной

методики

проведения измерений не существует, поэтому в каждом отдельном случае необходимо подбирать условия в со­ ответствии с желаемой точностью проведения опыта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Lowry Т. М., Optical Rotatory Power, Longmans, Green and Co. (1935).

2. Cassim J. Т., Yang J. Т., Biochemistry, 8, 5, 1947—1951 (1969). 3. De Tar D. F., Analytical Chemistry, 41, 11, 1406—1408 (1969).

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Предисловие

 

 

 

 

 

 

5

Предисловие

автора

 

 

 

 

 

9

Глава

1. Основные принципы, определения, единицы измерения

11

 

1.1.

Исторический

 

обзор

 

 

11

 

1.2. Строение, конфигурация и конформация

молекул . .

12

 

1.3. Дисперсия оптического вращения. Эффект Коттона .

13 •

 

1.4. Круговой дихроизм. Вращательная сила

 

17

 

1.5. Сравнение кривых ДОВ и КД

 

18

 

1.6. Теория ДОВ и КД

 

 

21

Глава

2.

Исследование ДОВ и КД функциональных групп в

 

 

органических

соединениях

 

25

 

2.1. Классификация

хромофоров

 

25

 

2.2.

Алкилг.алогеииды

 

 

26

 

2.3.

Изолированные

двойные связи

 

27

 

2.4.

Диены

 

 

 

 

 

30

 

2.5.

Аллены

 

 

 

 

 

33

 

2.6.

Спирты

 

 

 

 

 

34

 

2.7. Насыщенные кетоны и альдегиды

 

36

 

2.8. а-Циклопропилкетоны,

а-эпоксикетопы.

Вицинальный

 

 

 

эффект .

-

 

 

 

 

41

 

2.9.

а,

6-Ненасыщенные кетоны

 

42

 

2.10. 6, -у-Ненасыщенные кетоны

 

46

 

2.1 Г. Карбоновые

кислоты,

сложные эфиры, лактоны, лак-

 

 

 

тамы, имиды,

ангидриды

 

50

 

2.12. а-Окси- и а-аминокнслоты

 

54

 

2.13.

Оксимы

 

 

 

 

 

56

 

2.14.

Ароматические

 

хромофоры

 

57

 

2.15.

Эписульфиды

и тиокарбонаты

 

65

 

2.16.

Амины и их

производные

 

66

 

2.17.

Дитиока'рбаматы и дитиоуретаны

 

70

 

2:18.

Азиды

 

 

 

 

 

71

2.19.Азаметины,. нитрозамины, N-хлорамины, нитро- и нитрилоксипроизводные, азнридины, пиразолины . . 72

2.20. Тиоцианатный хромофор

74