主要内容一. CD 的发展16 世纪Newton  光谱17 世纪Huggens 偏振光1881 年Biot 石英能使偏振光的偏振面旋转圆二色性1896 年Cotton 发现了Cotton effect ，为ORD 和CD 的出现奠定了理论基础20 世纪的六，七十年代，ORD 和CD 已逐渐成为研究分子结构的主要手段至今CD 已广泛的应用到生物医药领域二. CD 的基本原理椭圆偏振光的产生圆二色性的产生CD 的Cotton effect 圆二色光谱仪1. 椭圆偏振光的产生2. 圆二色性的产生3. CD 的Cotton effect CD 的Cotton effect 曲线：△ε- λ曲线曲线具有极大值或极小值CD 光谱与UV 光谱的比较在出现紫外- 可见光吸收峰的情况下才可能出现圆二色谱的吸收峰, 即Cotton effect 。CD 光谱反映了光和分子之间的能量交换目前，英，美等一些发达国家的国家实验室都建有专门的圆二色生物光谱实验站，将会使圆二色技术以其更为完善的功能和更为精确的结果成为科学工作者的得力工具4. 圆二色光谱仪圆二色光谱的应用研究生物大分子结构在医药和环境领域中手性物质的测定研究生物大分子结构推测蛋白质的二级结构及构象；研究小分子与DNA 的相互作用方式：嵌入作用、沟槽作用和静电结合推测寡糖( 或多糖) 的一级结构和空间构象等结构信息在医药和环境领域中手性物质的测定在医药中,  对对映体进行分析及其纯度的测定是当前手性药物的合成、生产过程的质量监控以及药理学研究等的重要任务；在环境中，对手性农药的对映体选择性和水样中对映异构体含量的测定已成为研究的热点；CD 是测定手性物质的一种重要方法；能快速提供手性分子的绝对构型、构象、有关反应机理以及手性物质对映纯度的信息α- 螺旋含量变化率计算公式：Δα为BSA 的α- 螺旋含量变化率; [α0] 为无吸附剂时天然BSA 的α- 螺旋含量[α] 为在TiO2 上吸附后BSA 的α- 螺旋含量四. 与CD 联用技术HPLC-CD 振动圆二色谱法1. HPLC-CD  1980 年, Drake 等首次使用圆二色检测器，用HPLC 实现了手性化合物的分离及纯度的测定；HPLC-CD 的检出限为7.2ng ，线性范围2.5×10-5mol/L ～2.5×10-3mol/L 。HPLC-CD 技术的应用：在非手性色谱条件下测定对映体纯度手性化合物绝对构型测定复杂基质中手性化合物分析HPLC-CD 技术的优点：不需要对样品进行高温气化和衍生化处理不需要手性固定相直接测定对映体纯度被用于不对称合成中高通量的筛选催化剂HPLC-CD 技术的局限性:  不能实现分析的自动化仪器比较昂贵灵敏度相对比较低2. 振动圆二色谱将经典的圆二色性技术( 一种与可见和紫外光区电子跃迁有关的光谱技术) 延伸至红外光区的分子振动跃迁。不需要经过化学预处理，从一简单溶液中就可以获取很多典型的跃迁谱图不需参比物对照就能确定试样分子的绝对构型和构象在溶液中的试样分子在核磁共振谱的时间标尺内进行构象之间的快速相互转换, 仍能求得其溶液构象的分布( 而核磁共振谱只能提供其平均值)  *  圆二色光谱Circular Dichroism (CD) CD 的发展1  CD 的基本原理2 3 与CD 的连用技术4 CD 的应用X Y 线偏振光频率相同,方向相反振幅相同、相位相同y y’a x x’R L 椭圆偏振光频率相同,方向相反振幅不同、相位不同参照面2 1  = tg-1[(|El –Er |)/(El + Er )] UV m  Plane (linearly) polarized light  Chiral 椭圆偏振光Optically Active Sample 椭圆偏振光Optically Active Sample  Chiral  Plane (linearly) polarized light  Right and Left hand circularly polarized light  Preferential absorption of left hand polarized  A= lgI0/I =(1/2,303)lnI0/I = εCL  Beer-Lanmbert Law  =2.303  A /4 ( 弧度) ΔA=AL- AR = ΔεC L  L  Optical active object ? 圆二色性Cotton effect l0 e l0 l0 + - + - Positive cotton effect ：右旋Negative cotton effect ：左旋λλλ★Cotton effect 产生原因：(1) 由固有的手性发色团产生(2) 原有发色团是对称的, 但处在手性环境当中而被歪曲(3) 分子中轨道不互相交叠的发色团耦合相互作用★正负Cotton effect 的意义：Cotton effect 的正负与特定的发色团及其所处的环境相关；它包含有手性化合物结构方面的信息；结合一定的理论可以对手性对映体的绝对构型进行判定.  注意优点