Drehungsvermögen [2]

[97] Drehungsvermögen, optisches. Eine große Anzahl von Kohlenstoffverbindungen besitzen die Eigentümlichkeit, die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes zu drehen, wenn sie oder ihre Lösungen von demselben durchstrahlt werden.

Das Auftreten dieses Drehungsvermögens, die »optische Aktivität«, steht in Zusammenhang mit der chemischen Konstitution der Körper; es ist nämlich an das Vorhandensein mindestens eines »asymmetrischen« Kohlenstoffatoms gebunden, d.h. eines, dessen vier Valenzen mit vier unter sich verschiedenen Atomen oder Atomgruppen gesättigt sind. Jedoch muß nicht notwendigerweise jede solche Verbindung aktiv sein, da bei Vorhandensein paarweise gleichstarker aber in entgegengesetztem Sinne drehender Kohlenstoffatome innerhalb der Molekel eine Kompensation eintreten kann. Jede optisch aktive Substanz besitzt einen gleichstark, aber entgegengesetzt drehenden Zwilling, der häufig mit ihr in Gestalt einer Molekularbindung vorkommt, wodurch auch Inaktivität verursacht wird. Nach dem Beispiele der aus Rechts- und Linksweinsäure bestehenden Traubensäure (acidum racemicum) heißt diese Molekularbindung »Racemie« oder »racemische Bindung«. Der Betrag der Drehung der Schwingungsebene ist proportional der Länge l der durchstrahlten Schicht und annähernd auch der Anzahl c von Grammen der aktiven Substanz pro Kubikzentimeter (Lösung oder reiner Substanz). Sei der beobachtete Drehungswinkel α, so ist das »spezifische Drehungsvermögen« [α]_D^20° = α/lc. Da dasselbe mit der Temperatur und der Lichtart veränderlich ist, so fügt man dem [α], wie hier geschehen, die Indices für die Temperatur (20°) und die Wellenlänge des Lichts (D) bei. Da die Proportionalität mit der Konzentration c nicht streng ist, so ist das spezifische Drehungsvermögen auch noch in gewissem Grade von dieser abhängig und ferner noch von der Natur des angewendeten Lösungsmittels. Das Produkt von spezifischem Drehungsvermögen und Molekulargewicht des aktiven Körpers heißt »molekulares Drehungsvermögen« und wird durch [M] bezeichnet. Während die Aktivität bei amorphen, festen, flüssigen und gasförmigen Körpern durch das Vorhandensein asymmetrischer Kohlenstoffatome bedingt, also offenbar im Aufbau der Atome zur Molekel begründet ist, liegt die auch bei Kristallen vorkommende Aktivität unter Umständen nur an der Struktur des Kristalles; dann verschwindet die optische Aktivität mit der Kristallstruktur, wie beim Auflösen oder Schmelzen, außer wenn die betreffende Substanz des Kristalls vermöge eines vorhandenen asymmetrischen Kohlenstoffatoms selbst drehend ist. Im allgemeinen sind jedoch Kristalle solcher Substanzen optisch inaktiv. Ein Beispiel für Aktivität in beiden Formen bietet das Strychninsulfat, für Aktivität lediglich im Kristallzustande der Quarz, Die Bestimmung des optischen Drehungsvermögens erfolgt mit Hilfe von Polarisationsapparaten.