
【機】 cotton effect
a branch of academic study; family; pass a sentence; section
【化】 family
【醫】 department; family; family systematic
【經】 accountant's department; division head; section
pause; suddenly; arrange
effect
【醫】 effect
科頓效應(Cotton Effect)是光學活性物質在圓二色性(CD)光譜或旋光色散(ORD)曲線中表現出的特征性信號反轉現象,其命名源自法國物理學家艾梅·科頓(Aimé Cotton)1895年的開創性研究。該效應與手性分子對左旋和右旋圓偏振光吸收差異相關,當物質在特定波長範圍内出現吸收帶時,其旋光值會隨波長變化呈現"S"形或反"S"形曲線,這種非線性響應成為判斷分子絕對構型的重要依據。
在物理機制層面,科頓效應産生于電子躍遷過程中的電偶極-磁偶極相互作用,其符號(正/負)與分子發色團的螺旋方向直接相關。例如,右旋螺旋結構通常在紫外-可見光譜區産生正科頓效應,而左旋螺旋則對應負效應,這一規律被廣泛應用于蛋白質二級結構分析和天然産物構型确定。
現代應用領域涵蓋:
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其明确定義為"與電子躍遷相關的旋光色散異常現象"[IUPAC Gold Book, C01371],而《英漢化學大詞典》則從漢英對照角度将其譯為"Cotton Effect: 科頓效應,旋光色散異常現象"。
主要參考來源:
科頓效應(Cotton Effect)是光學活性物質在吸收峰附近表現出的特殊旋光現象,涉及旋光色散(ORD)和圓二色性(CD)。以下是詳細解釋:
科頓效應指直線偏振光通過旋光性物質時,因左、右旋圓偏振光的折射率不同,導緻偏振方向發生偏轉的現象。其本質是光學活性物質對兩種圓偏振光的吸收和傳播速度差異引起的相位差,公式為: $$ Delta phi = phi_L - phi_R = frac{2pi d}{lambda}(n_L - n_R) $$ 其中,(n_L)和(n_R)分别為左、右旋圓偏振光的折射率,(d)為物質厚度,(lambda)為入射光波長。
科頓效應是研究手性物質的重要工具,其正負性及譜圖特征為分子構型分析提供關鍵信息。實際應用中需注意區分單構象解釋與多構象平均結果的差異。
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