Хиропти́ческие ме́тоды (от хиральность и оптика), группа физических методов исследования пространственного строения молекул; основаны на взаимодействии поляризованного света с хиральными структурами, обладающими естественной оптической активностью. К хироптическим методам относятся: поляриметрия (основана на измерениях угла вращения плоскости поляризации света), метод дисперсии оптического вращения (основан на зависимости угла вращения плоскости поляризации света от длины волны поляризованного света), метод кругового дихроизма (основан на различном поглощении поляризованных по кругу вправо и влево лучей, являющихся компонентами поляризованного света). Для характеристики хиральных веществ в поляриметрии обычно используют величины оптического вращения для D-линии натрия (589,3 нм); в методе кругового дихроизма – величины дихроичного поглощения или эллиптичности.

Хироптические явления по своей природе связаны с электронными переходами в хромофорах хиральных молекул (в области 700–170 нм). В области полосы поглощения наблюдается аномальный (S-образный) ход кривой дисперсии оптического вращения, который называют эффектом Коттона (открыт французским физиком Э. Коттоном в 1896). В спектрах кругового дихроизма эффект Коттона проявляется в виде полосы дихроичного поглощения в области поглощения хромофора. Знак эффекта Коттона (плюс или минус) зависит от конфигурации хиральной молекулы.

Молекулы с различными элементами хиральности.Молекулы с различными элементами хиральности.Различают два типа хромофоров в оптически активных соединениях: внутренне диссимметричные хромофоры, т. е. не имеющие центра или плоскости симметрии (гелицен, сопряжённые системы, скрученные вследствие наличия определённых структурных или конформационных факторов); внутренне симметричные хромофоры, но диссимметрично возмущённые хиральным окружением. Хромофоры 1-го типа проявляют интенсивный эффект Коттона, знак которого связан с хиральностью самого хромофора. Для хромофоров 2-го типа эффект Коттона даёт информацию об окружении хромофора, конфигурации и конформации хиральной молекулы. Связь между последними и знаком (и величиной) эффекта Коттона выражается в виде полуэмпирических правил. Наиболее часто применяют правило октантов для кетонного хромофора (эффект Коттона в области 300 нм) в циклических и ациклических структурах. Аналогичные правила предложены для других соединений с изолированными хромофорами (олефинов, лактонов, тиоцианатов, нитрозосоединений, ароматических соединений).

Для некоторых соединений электронные переходы лежат в области, не всегда доступной для измерений (спирты, углеводороды), но их можно превратить в производные с хромофором, поглощающим в доступной для измерений области и, следовательно, проявляющим эффект Коттона, по знаку которого делают вывод о конфигурации исходного соединения (работы Л. А. Чугаева).

Если в молекуле имеется более одного хромофора, то между ними возможно взаимодействие, и в результате в спектрах кругового дихроизма в области полосы поглощения изолированного хромофора появляются две полосы противоположного знака (т. н. экситонное расщепление). Соответствующее правило экситонной хиральности широко применяют для определения абсолютной конфигурации (бензоатное правило для диолов) и конформации природных соединений. Особенно часто эффект экситонного расщепления встречается в спектрах белков и нуклеиновых кислот, что позволяет судить о тонких конформационных изменениях и определять содержание вторичных структур.

Хироптические методы применяют как для анализа оптически активных соединений (стероидных структур, терпенов, в производстве сахара и т. д.), так и оптически неактивных. В последнем случае используют хиральные реагенты, позволяющие превратить оптически неактивные соединения в оптически активные, проявляющие эффект Коттона в доступной для измерения области.

Оптическая активность может проявляться в колебательных спектрах (инфракрасных и комбинационного рассеяния). Получаемая информация позволяет идентифицировать абсолютную конфигурацию молекулы по знаку колебательного кругового дихроизма (например, для α-аминокислот).

Помимо естественной оптической активности можно измерять магнитную оптическую активность и магнитный круговой дихроизм. Эти методы не требуют наличия в молекуле элемента хиральности и основаны на индуцировании магнитным полем оптической активности у любых органических соединений (эффект Фарадея).