Dispersione ottica rotatoria e dicroismo circolare: un’analisi spettroscopica delle molecole chirali
Per caratterizzare le molecole chirali, l’analisi spettroscopica utilizza la radiazione circolarmente polarizzata che consente di sfruttare la dispersione ottica rotatoria ed il dicroismo circolare. Un’onda elettromagnetica è costituita da una componente di campo elettrico (E) e da una componente di campo magnetico (H). La radiazione monocromatica è polarizzata circolarmente quando il vettore E, in un determinato istante, forma un’elica destrogira (luce R) o levogira (luce L) attorno alla direzione di propagazione z.
Quando la radiazione è polarizzata circolarmente, la componente L, nell’attraversamento del mezzo otticamente attivo è relativamente ritardata rispetto alla componente R, causando la rotazione del piano di polarizzazione. La luce polarizzata in un piano è ruotata solo quando attraversa senza essere assorbita un mezzo intrinsecamente asimmetrico, come nel caso di una soluzione di una molecola otticamente attiva o chirale.
La rotazione ottica è influenzata dalla lunghezza d’onda della radiazione incidente, e questa dipendenza è misurata attraverso la dispersione ottica rotatoria (ORD). Gli indici di rifrazione per un determinato mezzo otticamente attivo variano con la lunghezza d’onda della radiazione incidente, secondo la relazione di Sellmeier. La relazione che descrive la dispersione ottica rotatoria di un composto è limitatamente alla regione dove non compare alcuna banda di assorbimento elettronico.
In pratica, la rotazione specifica [α] è misurata per comprendere meglio l’attività ottica, definendo la concentrazione di sostanza otticamente attiva disciolta in una soluzione, e misurando l’angolo di rotazione per unità di lunghezza. Questo metodo è essenziale per caratterizzare le proprietà di rotazione ottica e dicroismo circolare delle molecole chirali.