對映體組成的測定－－比旋(specific rotation)的測定

　　手性分子的兩個對映體中，各對映體都把平面偏振光旋轉到一定的角度，其數值相同但方向相反，這種性質稱為光學活性。如果是消旋體，兩個對映體的量正好相等，表現出來的是無光學活性。但是，如果一個對映體的量超過了另一個，該手性化合物就可能是有光學活性的。獲得化合物的對映體組成是多少，對于研究立體化學特別是對于手性合成藥物來說是十分重要的。因為，在這個領域工作的藥物化學家和藥理學研究人員必須了解對映體的組成，以便對手性藥物的合成、手性藥物的生物學進行評價。

　　化合物樣品的對映體組成可用術語“對映體過量(enantiomeric excess)”或“e.e.%”來描述。它表示一個對映體對另一個對映體的過量，通常用百分數表示。 同樣，化合物的分子式中有一個以上的不對稱中心時，它的非對映體組成可描述為“非對映體過量(diastereomeric excess)”或“d.e.%”，指的是一個非對映體對其他非對映體的過量。如果指定的一個不對稱中心，[S]構型大于 [R]構型;或在非對映異構體情況下S*表示分子中原來的不對稱中心，[S]和[R]表示新生成的不對稱中心，并且[S]構型對于[R]構型過量，那么 e.e.%和d.e.%可分別表示如下:

　　測定對映體組成的方法有多種，其原理是經過預處理將其轉化為非對映體混合物;或通過類似于形成非對映體混合物的方法，不是采取生成共價鍵而是其他非共價鍵例如配位的形式在對映體分子的周圍形成一個手性環境，使兩個對映體有了區別以便于分析。在前者情況下，被測定的化合物用手性試劑轉化為非對映異構體產物，從而易被分離或具有被檢測出來的物理屬性差別。如果使用手性衍生化試劑(這也包括其他試劑)，必須確保所進行的反應是定量的，在進行對映體組成測定之前不會發生不希望的動力學拆分。衍生化用的手性試劑必須是對映體純的，在整個拆分過程中不應發生外消旋化。

　　為了測定—個對映體的過量有多少，以GC、HPLC和NMR為基礎手段的分析和拆分方法已證實最為可靠。

　　對映體純的手性藥物必須進行比旋測定。因為在藥品質量標準中，對手性藥物化合物有比旋值的要求。另外，手性藥物化合物的光學純度(確切來講應是對映體過量e.e.值)也可通過測定化合物的比旋值來測定。它指的是對映體樣品測得的比旋值與該化合物最大(絕對)比旋之比。對于任何一個化合物，如果其純對映體的比旋是已知的話，其光學純度(e.e.值)可以自接從測定的比旋值([a] 20D)來計算：

　　式中 a ——測定的旋光值;

　　L ——樣品池的光路長度，dm;

　　c ——濃度，g/lOOml;

　　D ——用于測定的光波長，通常是D線;

　　20 ——樣品測定時溫度，oC。

　　光學純度=[a]測定值/[a]絕對值) ×100%

　　例如， 一個化合物的比旋測得值為—16.3(c0.97，MeOH)，又已知該化合物絕對純的比旋值為—17.9(c1.16，MeOH)，那么咳化合物的光學純度即e.e.值等于16.3/17.9× 100%，為91%。如前所述，通過比旋的測定，得到的光學純度就是對映體過量的百分數，前提是在特定的條件下，用純的樣品小心地讀數。用旋光法測量的對映體過量值應由另一個獨立的方法加以確認。

　　用比旋來測定對映體組成是一個傳統和常規的方法，該方法簡潔快速，但在多數情況下不是很精確。該方法的局限性是：①按上述光學活性測定的方法，必須知道在實驗條件下的純對映體的比旋值，以便與樣品的測量結果進行比較;②旋光的測量或光學純度的測定可能受到許多因素的影響，如偏振光波長及溶劑、溶液的濃度、溫度等，最重要的是，測量值會受到具有大比旋值的雜質的顯著影響;③需要相對多量的樣品(在小分子化合物情況下，需用量5~20mg)，同時化合物的旋光值必須足夠大以獲得可靠的數值;④必須得到純產物以便測定比旋，在樣品的處理過程中不應發生某一對映體