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立体化学において、変旋光とは、平衡に達するまで、 2 つの構成アノマーの比率の変化(すなわち、それぞれの立体中心の相互変換) によって、溶液中のキラル物質の旋光度が変化することです。 [ 1 ]環状糖は、α 型と β 型のアノマーが相互変換することで変旋光を示します。[ 2 ] 溶液の旋光度は、各アノマーの旋光度と溶液中のそれらの比率に依存します。
変旋光は、1844年にフランスの化学者オーギュスタン＝ピエール・デュブランフォーによって発見されました。彼は、砂糖水溶液の比旋光度が時間とともに変化することに気づいたのです。 [ 3 ] [ 4 ]
αアノマーとβアノマーは互いにジアステレオマーであり、通常は異なる比旋光度を持つ。純粋なαアノマーの溶液または液体サンプルは、その化合物の純粋なβアノマーとは異なる量だけ、または逆方向に平面偏光を回転させる。溶液の旋光度は、各アノマーの旋光度と溶液中のそれらの比率に依存する。[ 5 ]
例えば、β -D-グルコピラノースの溶液を水に溶解すると、その比旋光度は+18.7°になります。時間が経つにつれて、β- D-グルコピラノースの一部は変旋光を起こしてα- D-グルコピラノースになり、その旋光度は+112.2°になります。β型の一部がα型に変換されるにつれて、溶液の旋光度は+18.7°から平衡値の+52.7°まで増加します。平衡混合物は約64%のβ- D-グルコピラノースと約36%のα- D-グルコピラノースですが、フラノースや開鎖型などの他の形態も微量に存在します。[ 1 ]
試料の旋光度は、各アノマーの旋光度をそのアノマーの存在量で重み付けした加重和である。したがって、各純粋なアノマーの旋光度が分かっていれば、旋光計を用いて試料の旋光度を測定し、鏡像異性体過剰率から存在する2つのアノマーの比率を計算することができる。旋光度とその変化を観察することで、変旋光過程を経時的にモニタリングしたり、平衡混合物を決定したりすることができる。
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