Chimica organica - polarimetria

Polarimetria

F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II

Polarimetria

La radiazione elettromagnetica viene considerata come una forma di

energia radiante dotata di una doppia natura, ondulatoria e corpuscolare.

In ogni momento il vettore campo elettrico Ē e il vettore campo magnetico

H sono fra loro perpendicolari e anche alla direzione di propagazione X

OZ’ = ampiezza del vettore elettrico

OY’ = ampiezza del vettore magnetico

AA’ = lunghezza d’onda F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II 1

Polarimetria

Generalità

Frequenza: numero di onde che attraversano una sezione

della traiettoria del raggio nell’unità di tempo e si indica

ν

con ; σ λ λ

Numero d’onda: = reciproco di = 1/λ (cm-1);

λν

8

c c c

Velocità: (nel vuoto =3x10 m/sec); = da cui

σ

ν c

= υ λν/n

λν

= c/n =

Velocità nel mezzo M: (ricordare che

υ υ

n =

indice di rifrazione assoluto: vuoto / mezzo)

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Polarimetria

Generalità

la luce polarizzata è costituita da radiazioni con un’unica

direzione di oscillazione; si chiama anche luce

pianopolarizzata in quanto il vettore elettrico oscilla sempre

in un piano solo. F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II 2

Polarimetria

Generalità

Molte sostanze dotate di asimmetria cristallina o molecolare

hanno proprietà di derivare il piano (P°) della luce

polarizzata di un certo angolo (P’); queste sostanze sono

otticamente attive.

P’ > P° --> destrogiro

P’ < P° --> levogiro F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II

Cenni di stereochimica

L’attività ottica di una molecola dipende alla sua stereochimica

Stereochimica: branca della chimica che studia la struttura

molecolare nelle tre dimensioni.

Isomeri: composti diversi aventi la stessa formula bruta.

Steroisomeri: isomeri che differiscono tra loro soltanto nella

disposizione tridimensionale degli atomi o gruppi di atomi; gli

stereoisomeri hanno la stressa formula di struttura, ma

configurazioni differenti.

Tipi di stereoisomeri:

a. isomeri ottici;

b. isomeri geometrici;

c. enantiomeri; F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II 3

Isomeria ottica

Per sostanza otticamente attiva si intende una sostanza che ruota

il piano della luce polarizzata. Quest’ultima, che vibra in un

determinato piano, viene fatta passare attraverso una sostanza

otticamente attiva, all’uscita essa vibra in un piano diverso.

La maggior parte dei composti otticamente attivi contiene almeno un

carbonio asimmetrico ma condizione necessaria e sufficiente

perché una molecola sia otticamente attiva e che essa non possa

essere sovrapposta alla sua immagine speculare. Tale condizione

viene indicata con il termine di chiralità e si dice che due immagini

speculari non sovrapponibili hanno chiralità opposta.

Elementi di simmetria che permettono di sovrapporre le

immagini speculari:

a. centro di simmetria;

b. piano di simmetria;

c. asse giroide; F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II

Cenni di sterochimica

Un centro di simmetria è un punto tale che quando una linea

viene tracciata da un gruppo qualsiasi fino a tale punto e poi

prolungata di un’uguale distanza al di là del punto stesso, essa

incontra l’immagine speculare del gruppo stesso, essa incontra

l’immagine speculare del gruppo di partenza. F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II 4

Cenni di steroisomeria

Un piano di simmetria divide la molecola in modo che gli

atomi o i gruppi di atomi che si trovano da un lato del piano

siano le immagini speculari di quelli che si trovano dall’altro

lato. F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II

Cenni di sterochimica

n

-ario è un asse tale che quando la

Un asse giroide n n

struttura viene fatta ruotare di un angolo 2π/ (dove è un

numero intero) intorno all’asse stesso e poi viene riflesso

attraverso un piano perpendicolare a tale asse si ha

n

ricopertura. Se =1: 2π/1 = 360° e si ha un asse alternante

(giroide) singolo; F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II 5

Cenni di sterochimica

F. Ortuso - Analisi dei Medicinali II

Cenni di stereochimica

Isomeria ottica

In base ai criteri di simmetria le strutture molecolari possono

essere suddivise in:

1. Strutture asimmetriche (strutture senza alcun

elemento di simmetria).

2. Strutture dissimetriche (strutture con uno o più

elementi di simmetria diversi dal piano di simmetria, al

centro di simmetria o dall’asse giroide.)

3. Strutture non dissimmetriche (strutture con uno o più

elementi di simmetria tra cui almeno uno costituito dal

centro di simmetria, piano di simmetria o asse giroide).

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Cenni di stereochimica

Un esempio di molecola asimmetrica è l’acido lattico o

α-idrossipropionico,

acido

CH -CHOH-COOH, il quale presenta un unico atomo di C

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