Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.
Скачать (прямая ссылка):
eL— eR=Ae, (5)
где Де называется круговым дихроизмом *, сокращенно КД. КД положителен, если еь — ек>0, и отрицателен, если еь—еи<0. Важно отметить, что, если данная оптически активная молекула характеризуется положительным КД, то ее зеркальное отображе-
* Для обозначения величины Де используют следующие термины: «разностное дихроичное поглощение» и «круговое дихроичное поглощение».— Прим. перев.
иие будет иметь отрицательный КД приблизительно такой же величины. Поскольку различное поглощение L- и R-волн означает, что амплитуды прошедших через вещество волн отличаются, в результате получится, как показано на рис. 16-3, 5, эллипти-чески-поляризоваиный свет. Экспериментально обычно измеряют Де, но исторически принято при построении кривой КД откладывать эллиптичность 0; величина [0] (см. ниже) связана с Де уравнением
[0] = ЗЗООДг. (6)
Кривая, показывающая зависимость 0 от длины волны, называется кривой КД или спектром КД.
В большинстве работ используют термины «молярная эллиптичность» и «молярная эллиптичность на остаток». К сожалению, оба этих термина в отличие от молярного вращения и молярного вращения на остаток в случае дисперсии оптического вращения имеют одинаковое обозначение
m
[0], =------ > (7)
х 10dc v '
где 6 х — наблюдаемая эллиптичность в градусах, М — молекулярная масса или средняя молекулярная масса, приходящаяся на остаток, d — длина пути в сантиметрах и с — концентрация в граммах на миллилитр.
Полезно рассмотреть, как связаны обычная кривая дисперсии (т. е. зависимость показателя преломления п от длины волны Я), кривая ДОВ (которая фактически является зависимостью Дп= = пь—пп от X), обычная кривая поглощения (е от А,) и кривая КД (Ае = еь—ер. от X). На рис. 16-6 показаны типы кривых, полученных для одной полосы поглощения оптически активного хромофора. Сплошная кривая на рис. 16-6, А соответствует спектру поглощения неполяризованного света; например, для одноэлектронного перехода из основного состояния в первое возбужденное состояние. Длина волны, соответствующая максимуму поглощения Яо, часто называется максимумом поглощения или ХМакс- Эту полосу поглощения можно, кроме того, охарактеризовать величиной Д или полушириной на расстоянии, составляющем 1/е часть от максимальной высоты. Сплошная линия на рис. 16-6, Б изображает зависимость показателя преломления п неполяризованного света от длины волны. Основные характерные черты этой кривой состоят в том, что: 1) n= 1 при Х=Я,о; 2) часть кривой,
расположенная слева от Ко, может быть наложена на правую часть путем поворота на 180°; 3) длины волн, соответствующие максимуму и минимуму п, равны приблизительно Я,о + 0,9Д и Ко—0,9Д соответственно и 4) при длинах волн, находящихся вне
А
<i
Эту часть кривой \02
описывает уравнение — х 2
Дм =0
Л0 - 0,9Д Показатель преломления или ДОВ
В
Г
ширина
положительная полоса КД
ч
\
/
\
\ /
\ / отрицательная полоса К Д
кривые ДОВ с
положительным и отрицательным эффектом Коттонл
РИС. 16-6.
Связь между (Л) спектрами поглощения (в от к) и кругового дихроизма (Де от к) и (Б) кривыми дисперсии (п от к) и дисперсии оптического вращения (Ап от Я) для оптически активного вещества (отметим, что символ Д используется как для обозначения параметров по оси ординат, так и для ширины полосы, — к сожалению, общепринятое обозначение); (В) сплошной линией представлена положительная полоса КД (положительный эффект Коттона), а штриховой линией — отрицательная (отрицательный эффект Коттона); (Г) сплошная линия называется кривой ДОВ с положительным эффектом Коттона, а штриховая — с отрицательным. Если вещество оптически неактивно, кривые п от к и е от X будут того же типа, а Де и Ап равны нулю при всех к.
полосы поглощения, п асимптотически приближается к 1. Если хромофор оптически активен, кривые КД и ДОВ имеют по существу тот же вид, что и соответственно спектр поглощения и кривая дисперсии, за исключением того, что по оси ординат откладывается Де = еь—?r и = —яц. Обычно при представлении
кривых ДОВ по оси ординат откладывается какой-нибудь из параметров, обозначающих вращение (например, [а] или [М]), но необходимо помнить, что вращение — результат различия в показателях преломления L- и R-лучей света.
Кривая ДОВ, имеющая вид, как на рис. 16-6, Б, называется кривой ДОВ с эффектом Коттона. Эффекты Коттона, как показано на рис. 16-6, Г, могут быть отрицательными или положительными. Если оптически активная молекула характеризуется положительным эффектом Коттона, для ее зеркального отображения будет наблюдаться отрицательный эффект Коттона точно
такой же формы. Каждая кривая с эффектом Коттона состоит из двух экстремумов, называемых пиком и впадиной; величина fin при длине волны, соответствующей максимуму пика, всегда такая же, как величина Ап для впадины, а знак противоположный. Для описания эффекта Коттона, как показано на рис. 16-6, Г, используются еще два параметра — амплитуда и ширина. Кривая с эффектом Коттона в той ее части, где она постепенно убывает по направлению от полосы поглощения, называется плавной кривой. В настоящее время их редко изучают; но у них есть одно полезное свойство — они простираются очень далеко от полосы поглощения и поэтому могут быть использованы для приблизительного определения некоторых параметров молекулы в растворителе, сильно поглощающем в области Яо. Основной эффект Коттона белков и полипептидов наблюдается при длине волны около 200 нм; он связан с поглощением пептидной связи. Для нуклеиновых кислот он наблюдается в интервале от 250 до 275 нм и определяется электронными переходами в основаниях нуклеотидов.
