旋光活性物質

旋光活性物質

旋光活性:手性分子對偏振光有作用,能使偏振光向某一方向旋轉某一角度,而且組成相同的一對對映體使偏振光向不同的方向旋轉,一個對映體使偏振光旋轉的性質稱為旋光活性或光學活性。 旋光活性物質是物理上具有旋光活性的一類物質的統稱。

旋光性的基本概念

偏振光

普通光中各種波長的光在垂直於前進方向的各個平面內振動,振動平面和光波前進方向構成的平面叫振動面。光的振動面只限於某一固定方向的,叫做平面偏振光,簡稱偏振光(polarized light)。

旋光度

當平面偏振光通過盛有旋光性化合物的旋光管後,偏振面就會被旋轉(向右或向左)一個角度,這時偏振光就不能通行無阻的穿過與起偏鏡棱軸相平行的檢偏鏡。只有檢偏鏡也旋轉(向右或向左)相同的角度(a角度),旋轉了的平面偏振光才能完全通過。觀察檢偏鏡上攜帶的刻度盤所旋轉的角度,即為該旋光性物質的旋光度。偏振面被旋光性物質所旋轉的角度叫旋光度。用a表示。

比旋光度

樣品管的長度、溶劑的種類、溶液的濃度、溫度及所用光的波長等因素對特定物質的旋光度的數值都有影響。為了使其旋光度成為特徵物理常數,通常用1dm長的旋光管,待測物質的濃度為1g/ml,用波長為589nm的鈉光(D線)條件下,所測得的旋光度,稱為比旋光度。

上式中,

t: 測定時的溫度(℃)

D: 鈉光D-線波長589nm

α: 實驗觀察的旋光值(°)

l: 旋光管的長度(dm)

C: 溶液濃度(g/ml),

(純液體用密度g/cm )

對映異構體

一對對映異構體是一對在空間上不能重疊的鏡像異構體,即手性分子。

外消旋體

一對對映體的等量混合物稱為外消旋體(racemic mixture 或 racemate)。通常用(±) 或 dl 表示。外消旋體是混合物。

一對對映體具有相同的熔點、沸點、密度、pKa, 兩者的比旋光度大小相等,方向相反。外消旋體的物理性質與單一對映體有些不同,它不具有旋光性,熔點、密度和溶解度等常有差異。但沸點、 pKa與純對映體相同。

非對映異構體

彼此不成鏡像關係的立體異構體互為非對映異構體。非對映體具有不同的物理性質。如沸點、溶解度、旋光性等都不相同。

兩個含有多個手性碳原子的手性化合物,如果它們除一個手性碳原子的構型不同,其他結構完全相同,則它們彼此為差向異構體。差向異構體是一種非對映異構體。

內消旋化合物

部分有機分子雖然有手性中心,,但由於手性中心的數量及連線方式不同,作為分子整體來說是非手性的,這樣的物質為內消旋化合物。

內消旋化合物是純淨物,不具有旋光性。

旋光異構體與藥物的生物活性

當物質的分子組成具有不對稱結構時, 即具有旋光性. 一些分子組成相同的藥物,僅由於其旋光性不同, 在藥理作用的性質、強度, 藥物代謝動力學過程等方面往往表現出很大的差異。

旋光性與藥物分子的不對稱結構

物質的旋光性是由分子的不對稱結構所引起的, 判斷分子是否具對稱性要看其是否具有對稱因素.當其不具 有任何對稱因素時稱為不對稱分子, 具有旋光性.用不同的菌種使葡萄糖或乳糖發酵分解時可分別得到右旋乳酸和左旋乳酸; 化學合成的乳酸為等量左旋體和右旋體的混合物, 稱外消旋體, 常用符號 ( 土 )、dl或 D L 表 示.外消旋體不具旋光性.

旋光異構體對藥物生物活性的影響

生物體內大多數有機化合物都具有旋光性.在體內, 藥物處在一個“ 手征性” 環境中.一 些藥物由於旋光性不 同, 在藥理作用、性質、強度, 及藥物代謝動力學過程 等方面往往表現出很大差 異 。許多旋光性藥物往往只有其中一種對映體有療效而另 一種無療效或療效甚低.合成藥物具旋光性的為數不少, 由於拆分困難及臨床藥理 研究手段的限制, 過去主要以消旋混 合物 給藥 。 由於 CSC 技術的套用, 拆分的兩 種旋光異構體藥物變得易於 回收, 從而使人們有可能對兩 種 異構體藥物分子在體內的藥理作用進 行深入研 究.過去認為左旋和右旋氯哇具相同的抗瘧活性, 這是由於供試 驗用的旋光性物質純度不 高而 得 到的錯誤 結論.將其完全拆分後, 發現右旋體抗瘧活性高而 毒性低 。

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