光学活性聚合物

更新时间:2024-07-02 07:16

光学活性聚合物(英文名称optical active polymer)又名旋光性聚合物或旋光性高分子。一种物质旋转偏振光震动平面的能力称为光学活性(optical activity)。具有这种活性的聚合物名为光学活性聚合物。要深入了解其物理化学的意义,需要明了以下概念:

偏振光原理

偏振光又称平面偏振光,光的本质是电磁波,普通光线含有各种波长的光波,而且在各个不同的平面上振动。平面偏振光可分左旋和右旋圆偏振光两个组分。当偏振光通过普通物质时,左旋和右旋圆偏振光在此介质中传播速度相同,此偏振光仍在原振动平面内振动。当偏振光通过光学活性物质时,左旋和右旋圆偏振光在此介质中传播速度不相等,使此偏振光的振动平面偏离原振动平面而被旋转了一个角度,此角度称作此光学活性物质的旋光度。向右旋转以“+”表示,向左旋转以“-”表示。

旋光性

自然界中有许多物质对偏振光的振动面不发生影响,例如水、乙醇、丙酮、甘油及氯化钠等;还有另外一些物质却能使偏振光的振动面发生偏转,如某种乳酸及葡萄糖的溶液。能使偏振光的振动面发生偏转的物质具旋光性,叫做旋光性物质,也即光活性物质;

当一个化合物分子具有与它的镜像不可重叠的性质时,其具有的性质称为手性,称该分子为手性分子,如连接有四个不同基团碳原子的乳酸分子;它们像人的手一样,相像而不能重叠。中间的碳原子称为手性碳原子。

分子就像人手一样没有镜面和中心对称的化合物,有互为镜面不能叠合的两种形式,称作手性异构体,这种异构体对偏光有不同的旋光性,称作旋光异构体。如果使聚合物含有手性碳原子,该聚合物就能使偏振光的偏振面旋转,具有旋光性,这种聚合物就具有了光学活性,成为光活性聚合物。

采取措施

(1)改变手性碳原子C*的近邻环境;一种等量R和S的外消旋单体,聚合后得到也是等量外消旋聚合物的混合物,无旋光活性。若采用一种光学活性引发剂,可改变R和S的比例,就使其具有旋光活性。

(2)与侧基中含有手性碳原子C*的双键发生聚合。

应用

光学活性的旋光性高分子聚合物可以用于旋光异构体的化学拆分,也可以用作气相色谱、液相色谱的固定相,用于色谱拆分。

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