利用物質的光性進行定性和定量分析的方法。光性由分子的不對稱因素(特別是含有手性原子或手性基團)引起。旋光分子及其鏡像稱為對映體或旋光異構體,兩者的物理和化學性質十分類似,但旋光方向正好相反。由於光性與分子結構有直接聯繫,旋光法是從分子隨機取向樣品中取得結構資訊的有效方法之一。

  原理 當平面偏振光通過光性物質(液態或溶液)時,偏振光的振動平面會發生向左或向右的旋轉,通過檢偏偏器測定其向右(用+表示)或向左(用–表示)轉動的角度α旋光度),換算成比旋光度([α],又稱旋光率),可用作定性鑒別和定量測定。比旋光度是手性化合物的一個物理常數,表示為:

式中 t為溫度, λ為測量用的波長(鈉光用D表示), l為光程(測量管)長度(分米), d為純液體的相對密度, c為溶液濃度(每100毫升溶液中所含待測物的克數)。例如,20℃時果糖在水溶液中以鈉光照射,[ α] D 20為−122。用於測定試樣旋光角度的儀器稱為 旋光儀(見圖)。將樣品在指定溶劑中配成一定濃度,由測得的旋光度算出比旋光度,與標準值比較,即可求出其含量。

旋光儀結構示意圖

  應用 旋光法除可用於各種光學活性物質的定量測定或純度檢驗外,還用於測量對映混合物中純光學異構體的含量。等量的對映混合物是沒有旋光性的,通常合成的有機手性化合物為對映混合物。例如有藥效的氯黴素為左旋體,合成的氯黴素含50%右旋體,其藥效僅為左旋氯黴素的一半,醫藥工業必須從對映混合物中拆分出左旋氯黴素,這時用旋光法可以測出左旋氯黴素在混合物中的純度。在有機合成中,旋光法是檢驗不對稱合成效率的有效手段。

  在旋光儀的基礎上還發展瞭一種糖量計,專門用於測量蔗糖含量。純蔗糖的[α]D25為+66.47,當蔗糖水解時,分解為葡萄糖和果糖,其比旋光度由右旋變小,逐步轉向左旋,據此可算出蔗糖的純度。