比旋光度
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/03 22:34 UTC 版)
旋光の由来は核や結合に存在する電子の電場への干渉である。そのため物質の構造に旋光度は影響を受け、事実旋光度は試料セルの長さ l {\displaystyle \,l} と溶媒とその濃度 c {\displaystyle \,c} 、入射光の波長 λ {\displaystyle \,\lambda } 及び温度 t {\displaystyle \,t} を一定にして物質ごとに測定すると、そのときの実測旋光度（observed optical rotation） α {\displaystyle \,\alpha } は各物質ごとに定められていることが分かる。とはいえ実測旋光度は上で述べた種々の要素に依存するため、混乱を避けるために標準の旋光度すなわち比旋光度（specific rotation） [ α ] {\displaystyle [\alpha ]} は下のように定義されている。 [ α ] λ t = α l ⋅ c {\displaystyle \,[\alpha ]_{\lambda }^{t}={\frac {\alpha }{l\cdot c}}} 比旋光度の次元は L2/M で、単位は（l = 0.1 m = 1 dm = 10 cm, c = 1 g/cm3 なので） 10-1 deg cm2/g である。実測旋光度は度単位で表すのに対し、比旋光度の単位は長くて複雑なので、通常 [ α ] {\displaystyle [\alpha ]} を無単位で表すことが多い。また、溶解度に関する実際的な理由により c {\displaystyle \,c} を 100 mL 中の溶質のグラム数で記載している文献もある。その場合、実測旋光度は100倍されている。 なお、比旋光度を記述する際には、溶媒の種類と濃度を明記する必要がある。例えば [ α ] D 20 + 8.00 ( c 1.00 , {\displaystyle \,[\,\alpha ]_{D}^{20}+8.00(c\,1.00,} エタノール ) {\displaystyle \,)} のように記述する。ところが上に書いたように、試料濃度を表す c {\displaystyle \,c} の単位に g/mL ではなく g/dL を用いる習慣もあるので、比旋光度の式は [ α ] λ t = 100 α l ⋅ c ′ {\displaystyle \,[\alpha ]_{\lambda }^{t}={\frac {100\alpha }{l\cdot c'}}} と表されることもある。このとき c ′ {\displaystyle \,c'} の単位は g/dL である。また、試料セルの長さを表す l {\displaystyle \,l} の単位に dm ではなく mm を用いる習慣もあるので、比旋光度の式は [ α ] λ t = 100 α l ′ ⋅ c {\displaystyle \,[\alpha ]_{\lambda }^{t}={\frac {100\alpha }{l'\cdot c}}} と表されることもあり、式の形としては、上記の式と似ている。このとき l ′ {\displaystyle \,l'} の単位は mm である。試料セルの中身が純液体の場合は試料の密度 ρ {\displaystyle \,\rho } [g/cm3] を用いて [ α ] λ t = α l ⋅ ρ {\displaystyle \,[\alpha ]_{\lambda }^{t}={\frac {\alpha }{l\cdot \rho }}} で表す。 以下に光学活性体の比旋光度 [ α ] D 25 {\displaystyle [\,\alpha ]_{D}^{25}} を示す。ハロアルカンは純液状態で、カルボン酸は水溶液中で測定した値である。 (-)-2-ブロモブタン:-23.1 (+)-2-ブロモブタン:+23.1 (+)-2-アミノプロパン酸((+)-アラニン):+8.5 (-)-2-ヒドロキシプロパン酸((-)-乳酸):+3.8
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