當一束平面偏振光通過某種物質(zhì)傳播時,若出射光的偏振面相對于入射光的偏振面旋轉(zhuǎn)一定的角度,這種物質(zhì)稱之為“光學(xué)活性物質(zhì)(Optically active substance)”或“手性物質(zhì)”(Chiral substance)”。這種性質(zhì)則稱為“光學(xué)活性”(Optical activity)或“手征性(Chirality)”。光學(xué)活性物質(zhì)除使入射到它上面并通過它傳播的平面偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)一定的角度之外,還會存在光吸收各向異性,稱為"圓二色性"。
活的生物體所含有的分子差不多都具有光學(xué)活性。小分子的光學(xué)活性來源于其結(jié)構(gòu)的不對稱性,特別是分子中存在的不對稱的碳原子以及這些原子對附近生色團(Chromophore)的影響。生物大分子的構(gòu)象與其所表現(xiàn)出來的生物活性有著密切的關(guān)系,因此圓二色性測量技術(shù)是研究生物大分子構(gòu)象及其功能間關(guān)系的重要手段。對于沒有光學(xué)活性的物質(zhì),依據(jù)法拉第效應(yīng)原理,在外加磁場作用下,許多物質(zhì)也具有了光學(xué)活性,跟原本測出的CD譜比較,CD信號也將增大幾個量級。這種條件下即可測得磁圓二色譜(MCD譜)。CD和MCD是特殊的吸收譜,它們比一般的吸收譜弱幾個量級,但由于它們對分子結(jié)構(gòu)十分敏感,因而近十幾年來,CD和 MCD已成為研究分子構(gòu)型和分子間相互作用的最重要的光譜實驗之一,利用CD和MCD研究生物大分子和藥物分子,具有重要的科學(xué)意義和實用價值。
目前測定化合物空間結(jié)構(gòu)的方法有很多,常用方法有:
1)化學(xué)轉(zhuǎn)化法;
2)旋光比較法;
3)旋光譜(ORD)和CD法;
4)單晶X—射線衍射法;
5)核磁共振法等。
化學(xué)轉(zhuǎn)變法是一種消耗性測定方法,樣品用量大;旋光比較法準確度較低,重現(xiàn)性不好;單晶X一射線衍射法只能測定晶體化合物的立體結(jié)構(gòu);核磁共振法則需要用到昂貴的手性試劑。CD法與其他方法相比具有樣品用量少、可回收,能測定非結(jié)晶性化合物的立體結(jié)構(gòu),操作簡便、迅速等優(yōu)點,因而在天然藥物化學(xué)的研究中受到越來越廣泛的應(yīng)用.