(完整版)第十一章旋光度测定法
旋光度的测定
旋光度的测定方法和注意事项中国卖仪器网整理：平面偏振光通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度。
偏振光透过长1dm并1mL中含有旋光性物质1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为比旋度。
测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查某些药品的纯杂程度，亦可用以测定含量。
除另有规定外，本药典系用钠光谱的D线（589.3nm）测定旋光度，测定管长度为1dm（如使用其他管长，应进行换算），测定温度为20℃。
测定旋光度时，用读数至0.01°并经过检定的旋光度测定计。
将测定管用供试液体或溶液（取固体供试品，按各药品项下的方法制成）冲洗数次，缓缓注入供试液体或溶液适量（注意勿使产生气泡），置于旋光计（旋光测定仪）内检测读数，即得供试液的旋光度。
使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“＋”符号表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）为左旋，以“－”符号表示。
用同法读取旋光度3次，取3次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度。
a对液体供试品[a](t,D)= ---ld100a对固体供试品[a](t,D)= -----Lc式中［α］为比旋度；D 为钠光谱的D线；t 为测定时的温度；l 为测定管长度，dm；α 为测得的旋光度；d 为液体的相对密度；c 为每100ml溶液中含有被测物质的重量，g（按干燥品或无水物计算）。
旋光计的检定，可用标准石英旋光管进行，读数误差应符合规定。
【注意事项】（1）每次测定前应以溶剂作空白校正，测定后，再校正1次，以确定在测定时零点有无变动；如第2次校正时发现零点有变动，则应重新测定旋光度。
（2）配制溶液及测定时，均应调节温度至20℃±0.5℃（或各品种项下规定的温度）。
（3）供试的液体或固体物质的溶液应不显浑浊或含有混悬的小粒。
超净工作台如有上述情形时，应预先滤过，并弃去初滤液。
（4）物质的比旋度与测定光源、测定波长、溶剂、浓度和温度等因素有关。
旋光度测定法
旋光度测定法平面偏振光通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度。
在一定波长与温度下，偏振光透过每lml含有lg旋光性物质的溶液且光路为长ldm时，测得的旋光度称为比旋度。
比旋度（或旋光度）可以用于鉴别或检查光学活性药品的纯杂程度，亦可用于测定光学活性药品的含量。
在间上不能重叠，互为镜像关系的立体异构体称为对映体。
手性物质的对映异构体之间，除了使平面偏振光发生偏转的程度相同而方向相反之外，在非手性环境中的理化性质相同。
生物大分子如酶、生物受体等通常为手性物质，总是表现出对一种对映体的立体选择性，因此，对映体可在药理学与毒理学方面有差异来源于自然界的物质，例如氨基酸、蛋白质、生物碱、抗体、糖苷、糖等，大多以对映体的形式存在。
外消旋体一般由等量的对映异构体构成，旋光度净值为零，其物理性质也可能与其对映体不同。
最常用的光源是采用钠灯在可见光区的D线（589.3nm），但也使用较短的波长，如光电偏振计使用滤光片得到汞灯波长约为578nm、546nm、436nm、405nm和365nm处的最大透射率的单色光，其具有更髙的灵敏度，可降低被测化合物的浓度。
还有一些其他光源，如带有适当滤光器的氙灯或卤钨灯。
除另有规定外，本法系采用钠光谱的D线（589.3mn）测定旋光度，测定管长度为ldm（如使用其他管长，应进行换算），测定温度为20℃。
用读数至0.01°并经过检定的旋光计。
旋光度测定一般应在溶液配制后30分钟内进行测定。
测定旋光度时，将测定管用供试液体或溶液（取固体供试品，按各品种项下的方法制成）冲洗数次，缓缓注人供试液体或溶液适量（注意勿使发生气泡），置于旋光计内检测读数，即得供试液的旋光度。
使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“+”符号表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）为左旋，以“一”符号表示。
用同法读取旋光度3次，取3次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度对液体供试品 []ld t D αα=对固体供试品 []lc100t D αα= 式中[α]为比旋度；D 为钠光谱的D 线；f 为测定时的温度，℃；l 为测定管长度，dm ；α为测得的旋光度；d 为液体的相对密度；c 为每100ml 溶液中含有被测物质的重量（按干燥品或无水物计算），g 。
旋光度测定法
1 平面偏振光通过含有某些化学活性的化合物液体或溶液时，能引起旋光 现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。旋转的度数称为旋光度。在一定波长与 温度下，偏振光透过每 1mL 中含有 1g 旋光性物质的溶液且光路长为 1dm 时，测 得的旋光度称为比旋度。测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查某些兽药的纯 杂程度，也可用以测定含量。 2 除另有规定外，本规程系用钠光谱的 D 线（589.3nm）测定旋光度，测定 管长度为 1dm（如使用其他管长，应进行换算） ，测定温度为 20℃。使用读数至 0.01°并经过检定的旋光计。 3 旋光度测定一般应在溶液配制后 30 分钟内进行。测定旋光度时，将测定 管用供试溶液或溶液（取固体供试品，按各品种项下的方法制成）冲洗数次，缓 缓注入供试液体或溶液适量（注意不使发生气泡） ，置于旋光计内检测读数，即 得供试液的旋光度。使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“+”符号 表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）以“－”符号表示。用同法读取旋光 度 3 次，取 3 次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度。 100 t 对液体供试品： tD 对固体供试品： D ld l c 式中: tD ──比旋度； D──钠光谱的 D 线； t──测定时的温度，单位为度（℃） ； ； l ──测定管长度，单位为分米（dm） α──测得的旋光度； d──液体的相对密度； c──每 100mL 溶液中含有被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算） ， 单位为克（g） 。 旋光计的检定，可用标准石英旋光管进行，读数误差应符合规定。 4 注意事项： 4.1 每次测定前应以溶剂作空白校正，测定后，再校正 1 次，以确定在测 定时零点有无变动；如第 2 次校正时发现旋光度差值超过±0.01 时表明零点有 变动，则应重新测定旋光度。 4.2 配制溶液
旋光度测定步骤
旋光度测定步骤旋光度是一种测定化学物质的实验方法，它是通过测定物质所吸收光线所产生的旋光偏振性来测定物质结构的。
旋光度实验比较简单，只需准备两个光源，一个是原光源，另一个是交替光源，在偏振仪上，通过改变光线的偏振角度（用一个可调角度旋转物），以及改变光线的比强度（通过把光线衰减到不同程度），可以测出交替光下物质的旋光度。
旋光度测定的步骤如下：1、准备实验设备。
需要准备一个密闭的光学实验箱，使得实验时室内光线不会干扰实验。
然后准备偏振仪，一个原光源，一个交替光源，以及可调角度的旋转物。
2、测试物质。
将要测试的物质放入实验箱中，关闭实验箱，保持实验环境恒定，并且调节实验箱内的光线强度，使得强度稳定。
3、调节光照条件。
因为旋光度测定是测定光照下物质所产生的旋光偏振性，所以必须调节好光照条件，当原光源亮度稳定时，把交替光源添加到光源系统中，调节好交替光源的光照强度。
4、测量物质旋光角度。
调节好原光源和交替光源的光照强度，利用可调角度的旋转物，调节光线的偏振角度，测量物质在原光源和交替光源下所产生的旋光偏振，从而测得物质的旋光度。
5、记录旋光度数据。
测定完物质的旋光度后，将旋光度数据记录下来，以备后续分析处理。
旋光度测定及其原理的研究自20世纪以来就在不断发展，大大推动了科学与技术的发展和进步，对于我们了解和研究物质的结构具有重要的意义。
在旋光度测定中，条件控制功能也非常重要，如果不能准确控制实验条件，可能会导致测试数据的偏差，从而得出错误的旋光度读数。
因此，在实验中，必须加以重视，及时调整实验条件，以保证实验结果的准确性。
由于旋光度测定对物质的分子结构和构成有重要的化学意义，因此旋光度测定已经广泛应用于医学、农业、生物学实验中，如分子生物学研究等，也被用于食品检测、药物质量控制等领域。
从上面可以看出，旋光度测定不仅具有重要的实验意义，而且操作简单，广泛应用于各种科学和技术领域，对于我们了解物质构成以及分子结构具有重要的作用。
旋光度测定法
目的：建立旋光度测定法的标准操作程序，规范旋光度测定法的操作。
范围：适用于旋光度测定法。
职责：检验室主任、检验员。
规程：1 简述旋光度测定法是利用平面偏振光，通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或右旋转，此种旋转在一定条件下有一定度数，称为旋光度。
使偏振光向右旋转者（顺时针方向）称为右旋物质，常以“十”号表示。
使偏振光向左旋转者（反时针方向），称为左旋物质，常以“一”号表示。
影响物质旋光度的因素很多，除化合物特性外，还有偏振光通过供试品液层的浓度和厚度，通过光线的波长和测定时的温度。
当偏振光通过长ldm、每1ml中含有旋光性物质1g的溶液，使用光线波长通常用为钠光D线（589.3nm）汞的404. 7、546.1nm等谱线，测定温度为20℃时，测得旋光度称为该物质的比施度，以［a］20表示。
比旋度是物质的物理常数。
因此可用以区别或检查某些药品D的光学活性和药品的纯杂程度。
由于旋光度在一定条件下与浓度呈线性关系，故而还可以用来测定含量。
平面偏振光的产生，过去都是使用尼科尔棱镜，这是用一种天然的晶体如方解石等切割后制成，现在大都用塑料膜涂上某些具有光学活性的化学物质，使其产生偏振光。
最早的圆盘旋光仪，就是由钠光灯光源、起偏镜、检偏镜、测试管、半影板调零装置和支架六部分组成。
由于用人的眼睛观察视野光强是否一致，比较费力，而且主观误差也大，因此目前大都被光电机相互结合组成的自动指示旋光仪或数字显示仪所取代。
2 仪器与性能测试2.1 旋光仪又称旋光计，是较早出现的商品分析仪器。
六十年代前我们使用的仪器大都是国外的圆盘旋光仪，规格为0.05°或0.01°。
其后，我国上海等地仪器厂也生产一些圆盘旋光仪，但精密度不高。
七十年代后国外由于自动指示旋光仪的出现，圆盘旋光逐渐被淘汰，同时在我国也相继出现了不同形号的自指示旋光仪。
八十年代数显式自动指示旋光仪和投影式自动指示旋光仪相继出现。
旋光率的测量
2.27旋光率的测量1911年，阿喇果发现，当线偏振光通过某些透明物质时，它的振动面将会绕光的传播方向转过一定的角度，这种现象就叫旋光效应，光的振动面转过的角度称为旋光度，使光的振动面产生旋转的物质叫做旋光物质（进一步地，迎着光的传播方向看，使光的振动面顺时针转动的物质叫右旋物质，反之则为左旋物质）。
常见的旋光物质有：石英、朱砂、酒石酸、食糖溶液、松节油等。
旋光仪是测定旋光物质旋光度的仪器，通过对旋光度的测定可确定物质的浓度、纯度、比重、含量等，可供一般的成分分析之用，广泛应用于石油、化工、制药、香料、制糖及食品、酿造等工业。
【实验目的】(1)观察偏振光通过旋光物质的现象(2)了解旋光仪的结构原理(3)学习用旋光仪测量旋光性溶液的玄光率和浓度【实验原理】如图ｌ所示，线偏振光通过某些物质的溶液（如蔗糖溶液等）时，偏振光的振动面将旋转一定的角度中，这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。
ϕ实验证明，线偏振光通过旋光性溶液后，其旋光度与溶液的化学浓度c 成正比，也与光所通过的液体层厚度Ｌ成正比，即(1)L c αϕ=式中的单位是°（度），c 的单位是g /cm 3，Ｌ的单位是ϕdm （10cm ），表征了物质的旋光性质，称为旋光率，它在数值α上等于线偏振光通过厚度为10cm 、浓度为1cm 3溶液含1ｇ旋光物质的液体层后，其偏振面旋转的角度。
实验还表明，同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率；在一定温度下，它的旋光率与入射光波长成反比，即随波长的减小而迅速增大，故一般用钠黄光（）测定旋光率。
2λλnm 3.589=λ若已知待测旋光性溶液的浓度c 和液层厚度Ｌ，测出旋光度后，就可由式（1）求出其旋光率。
ϕ当液体层厚度Ｌ不变时，若依次改变浓度c ，测出相应的旋光度，然后画出其曲线~c （旋光曲线），ϕϕ将得到一条直线，其斜率为，从该直线的斜率也可求出旋光率。
在测得某种旋光性溶液~c 曲L ααϕ线后，可测量光通过浓度待测的同种溶液的旋光度，由~c 曲线查出对应的浓度，即待测液体的浓ϕϕ度。
旋光度测定法
[]=
l•
－液体的密度
注意事项
1、测定前应将仪器及样品置于20℃± 0.5℃ 恒温室中，也可用温水浴保持样品室或样 品测试管恒温1小时以上。
2、通电开机之前应取出仪器样品室内的物 品，各示数开关应置于规定位置。
先用交流供电使钠光灯预热启辉，启辉后 光源稳定约20分钟后再进行测定，
葡萄糖有变旋光现象
葡萄糖有变旋光现象，试验中加入 氨试液能使变旋光现象很快达到平 衡，因此加了氨试液只要放置10分 钟就能测定，10%以下的葡萄糖注 射液 ，配制好后已经放置一段时 间，本身旋光度已达平衡，故不需 再加氨试液。
旋光性和比旋光度
比旋度
[]= l•C
若被测物质是纯液体，则：
－样品的旋光度
右旋物质；
反之，叫做左旋物质。
通常用“d”（拉丁文dextro的缩写，“右” 的意思）或“+”表示右旋；
用“l”（拉丁文laevo的缩写，“左”的意思） 或“-”表示左旋。
物质旋光性的大小可用比旋光度表示。
旋光度测定法
平面偏振光通过含有某些光学活性的化合 物液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏 振光的平面向左或向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度，用“α”表示。 。 偏振光透过长1dm并每1ml中含有旋光性物
质1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋 光度称为比旋度，用“ [] ”表示。
旋光度测定法
测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查 某些药品的纯杂程度，亦可用以测定含量。
中国药典旋光度测定法主要用于某些药品 性状项下比旋度的测定，
仪器编号：
测定日期：
温 度：
旋光度的测定
实验流程
1. 待测溶液的配制：溶剂、澄清度 (葡萄糖水溶液) 2. 装待测液：体积、气泡排除 3. 旋光仪的零点校正：蒸馏水 4. 空白溶剂校正 5. 样品旋光度的测定 6. 比旋光度的计算
t：பைடு நூலகம்度（℃） λ：检测波长，nm，D表示钠光（ λ =589.3 nm） α：测得的旋光度 c：溶液浓度，g/mL，每毫升溶液中所含溶质克数 d：样品管长度， 分米
旋光度的测定
鞠志宇 舒朋华 李闪闪
化工化工学院制药工程系
“反应停”事件
20世纪50年代，沙利度胺在德国上市，作为镇静剂和止痛剂， 主要用于治疗妊娠恶心、呕吐，因其疗效显著，称为反应停。
全球出现12000名先天性畸形患者，7000婴儿胎死腹中。 —20世纪最大的医药灾难
孕吐
*
海豹婴儿
实验目的
了解测定旋光度的意义和用途。 了解旋光仪的构造。
掌握旋光仪的使用方法，并能计算比旋光度。
实验原理：偏振光与旋光性
偏振光及旋光性（旋光仪工作原理） 偏振光：只在一个方向上振动的光。 旋光性：化合物能使平面偏振光平面旋转的性质。
旋光度(α)：使偏振光振动面旋转的角度。（旋光仪检测）
样品管
在一定的条件下, 旋光性物质的比旋光度是一个物理常数
比旋光度的计算
【例】某物质的水溶液浓度为5g/100ml， 在1分米长的盛液管 内, 温度为20℃, 光源为钠光, 用旋光仪测出旋光度为-4.64º 。 计算其比旋光度
应用：旋光活性物质的定性、定量分析
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三、仪器与测定方法
中国药典（2005年版）规定用读数至0.01°并经 检定的旋光计。
常用的旋光仪：
WZZ-1型 旋光仪
构造原理
旋光仪的基本部件：单色光源、起偏镜、测定管、 检偏镜、检测器等五个部分。
原理：在起偏镜与检偏镜之间未放入旋光物质之 间，如起偏镜与检偏镜允许通过的偏振光方向相 同，则在检偏镜后面观察的视野是明亮的；如在 起偏镜与检偏镜之间放入旋光物质，则由于物质 旋光作用，使原来由起偏镜出来的偏振光方向旋 转了一个角度α，结果在检偏镜后面观察时，视 野就变得暗一些。若把检偏镜旋转某个角度，使 恢复原来的亮度，这时检偏镜旋转的解度及方向 即是被测供试品的旋光度。
四、旋光法的应用
（一）比旋度的测定
测定时应严格按照文献记载的条件（温度、溶 剂、波长、溶剂、浓度等）进行测定，按下式 计算：
α
t D
=
100 α L ×C
（二）溶液的含量测定
1、比旋度法 比旋度已知时使用 2、标准曲线法
1、比旋度法
测定方法：精密称取一定量供试品，配成一定浓 度的溶液，装入测定管中，测定其旋光度，然后 计算其含量：
3
2
OH
OH
主要内容:
基本概念 影响旋光度测定的因素 仪器与测定方法 旋光法的应用 作业
一、基本概念
旋光度：平面偏振光通过含有某些光学活性的 化合物液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏
振光的平面向左或向右旋转，旋转的度数，称
为旋光度（用α表示）。
比旋度：平面偏振光透过长1dm并每1ml中含有
d. 仪器示数 平衡后偏 振镜(一)反 向转过a1˚ 补偿了样 品的旋光 度
大于(或小于) 零度视场
零度视场 小于(或大于) 零度视场
三分视场
光线从光源起经过起偏镜, 再经过盛有旋光性物 质的旋光管时, 因物质的旋光性使光线不能通过 第二个棱镜, 必须旋转检偏镜, 才能通过。故要 调节检偏镜进行配光, 由标尺盘上移动的角度, 可指示出棱镜2 的转动角度, 即为该物质在此浓 度时的旋光度。
C% =
α
α
t D
×L
×100%
例如：葡萄糖注射液的含量测定
精密量取本品适量（约相当于葡萄糖10g），置
100ml量瓶中，加氨试液0.2ml（促使葡萄糖溶液
的变旋现象达到平衡），用水稀释到刻度，摇匀，
静置10分钟，照（药典附录）测定该注射液的旋
光度为+4.9°,空白试验为0。求此葡萄糖液射液
中葡萄糖（C6H12O6·H2O）的含量。
C为每100ml溶液中含被测物质的重量（g，按干燥 品或无水物计算）
（一）物质的化学结构
物质的化学结构不同，旋光性也不同： 相同条件下 有的旋转的角度大，有的旋转角度小； 有的呈左旋（“-”表示），有的呈右旋（“+”表示）； 有些物质无手性碳原子，无旋光性。
（二）溶液的浓度
溶液的浓度越大，其旋光度也越大。 在一定的浓度范围内，药物溶液的浓度和旋光度
呈线性关系。 测比旋度时，要求在一定浓度的溶液中进行。
（三）溶剂
溶剂对旋光度的影响比较复杂，随溶剂与药物而 有所不同：有些溶剂对药物无影响，有的溶剂影 响旋光的方向及旋光度的大小。
测定药物的旋光度和比旋度时，应注明溶剂的名 称。
（四）光线通过液层的厚度
光线通过液层的厚度越厚，旋光度越大
中国药典（2005年版）规定：无水葡萄糖25℃时
的比旋度为+52.5°~ +53.0°
即：
= = a 25 D
52.5。+ 53.0。 2
52.75。
按公式：
= = C %
a
a
t
D
╳
L
╳
100%
=
4.9 52.75。╳ 1
╳ 100%
9.29%
计算所得是无水葡萄糖的含量，如按C6H12O6·H2O计算，则：
旋光仪示意图
钠光 灯源
焦距调 节旋钮
三分视场 观察窗口
示数刻 度窗
样品管：
样品管 放置处
调节旋光度 数值旋钮
操作方法：
测定注意事项：
1、测定前以溶剂作空白校正，测定后，再校正一次， 以确定测定时零点有无变动；如第二次校正时发现 零点有变动，应重新测定旋光度。 2、配制溶液及测定时，应调节温度为20±0.5℃ （或各药品项下规定的温度） 3、供试的液体或固体药物的溶液应不显浑浊或含有 混悬的小颗粒，如有上述现象，应预先过滤，并弃 去初滤液。
α
=
α
t D
×L
×C
除另有规定外，中国药典（2005年版）采用 1dm长的测定管
（五）光的波长
波长越短，旋光度越大。 中国药典（2005年版）采用钠光谱的D线
（589.3nm）测定旋光度。
（六）温度
一般情况下，温度的影响不是很大，对于大多数的 物质，在黄色钠光的情况下，温度每升高1℃，比 旋度约减少千分之一。
= = C % 9.29% ╳ 198.17 180.16
10.22%
由以上可得： C=α×2.0852 2.0852为每1º旋光度相当于待测溶液每100ml中
C6H12O6·H2O的克数
2、标准曲线法
1、先测出一系列标准溶液的 旋光度，以旋光度作为纵坐标，α 以标准溶液的浓度为横坐标， α ' 绘制旋光度-浓度（α-C）曲线。
构造原理
晶轴
晶轴
目镜
光源 起偏镜 偏振光 盛液管
旋转后的 偏振光
检偏镜 通过检偏镜 的偏振光
a. 偏振镜 (一)产生的 偏振光在00 平面内震 动
b. 通过磁 c. 通过样品后 旋线圈后 的偏振光振动 的偏振光 面旋转a1˚ 振动面以β 角摆动
OO偏振镜（一）的偏振轴 PP偏振镜（二）的偏振轴
第十一章 旋光度测定法
概述
有机化合物的结构中含有手性碳原子，具有旋光 现象。利用测定药物的旋光度进行定性、杂质检 查和定量的分析方法，称为旋光度测定法。
手性碳原子，是指和四个不同的原子或基团连接
的碳原子，常用“＊”号予以标注
CH3CHCH2CH3 Cl
6CH2OH
H 5C* OH
O1
4*
O
旋光性物质1g的溶液，在一定波长与温度下测
得的旋光度称为比旋度（用
α
t 表示）。
D
二、影响旋光度测定的因素
旋光度不仅与化学结构有关，还和测定时溶液的 浓度、液层的厚度、温度、光的波长以及溶剂有
关。
α
t D
=
100 α L ×C
D为钠光谱的D线 t为测定时的温度
α为测得的旋光度 L为测定管的长度（dm）