人生的曲折

为什么生活是手性使科学家感到迷惑的超过一个世纪。路易·巴斯德曾在1848年他细致的实验发现了分子手性。他手工分离镜像形式的酒石酸盐,看到他们的解决方案将在相反的方向旋转的平面偏振光。“毫无疑问,”他在1860年写道,“有一个分组的原子(酒石酸离子)的非对称类型不是superposable镜像。

巴斯德说服了自己,这个性质的分子手性分离的生活无生命的世界是一个障碍——几乎与活力论的信仰有机,巴斯德的工作性质的特殊性有关微生物和“自然发生”有助于驱散。他出发去寻找原点偏手性生命的分子。

有点疯狂

”这样的不对称机构来自宇宙影响光,电,磁,热吗?”巴斯德问。从1853年他追求实验现在看起来有点暴躁,晶体在磁场和植物从种子辐照光与镜子“倒”。让-巴蒂斯特·毕奥,谁发现了有机光学活动解决方案在1815年,巴斯德建议放弃他古怪的追求,甚至巴斯德,通常一个保守性质的,承认:“一个有点疯狂的进行现在我试图做的。”

总有一点疯狂参与思考生活的用手习惯。为什么DNA有其惯用右手的双螺旋结构,为什么手性氨基酸在蛋白质只有左撇子的吗?这是纯粹的机会或决定论吗?一些寻求答案的微小程度的左右对称破坏明显弱力,尽管它会要求一些非常强大的放大镜(也许生命起源以前的氨基酸合成的催化反馈?),使产生的差异体现在化学稳定性。

搅拌锅

无论如何,研究者提出,搅拌解决方案的创建漩涡可以几个宏观手性分子。这听起来不太可能,但它会发生。1990年,迪利普Kondepudi和同事报告说,他们几乎可以选择性地使光学纯的氯酸钠晶体(手性,虽然分子构建模块)搅拌形成的解决方案。¹,日本神户大学的一个小组报告说,右手双螺旋DNA不仅对齐在旋涡流,显示了一个轻微的偏爱右手漩涡。²

这并不是那么神秘。毕竟,湍流流动的能量转移到更小的空间尺度上,最后消散在摩擦在分子水平上。我不应该感到惊讶,如果假设出现第一个生物体在北半球和南半球相反的手性我们的星球——激动的科里奥利力气旋旋转相反的感官的赤道,在达尔文之前的战斗。做数学,你会发现,这种影响将是完全可以忽略不计的生物,更不用说分子。但这并不能阻止一个相当数量的人们坚持(错误地),当我写最近澳大利亚麦蜂的惊人的旋窝Tetragonula carbonaria,³他们肯定会旋转在北方的其他方式。

所以当然,手性分子和晶体似乎能够表达偏好搅拌。但根据亚历克•欧文斯和他的同事计算中心的自由电子激光科学在汉堡,德国、手性分子实际上可以由搅拌:也就是说,通过旋转分子本身。⁴

扭曲和脉冲

如果你把一个锥体的对称陀螺分子氨或磷化氢(PH值₃)和旋转它,你产生手性运动:顺时针旋转并不是和镜像重合。但这种对称性的破坏并不使分子手性,SiO的手性安排₄四面体在光学活性的石英不给这些单位偏手性。然而,研究人员说,PH₃可以给一个手性结构,如果是高度旋转的兴奋,因为在这种情况下,运动实际上扭曲了分子结构,由于科里奥利力作用于旋转的分子。这种力量使得一个ph债券比其他的短,消除氢的等价性。崩溃的排列对称,加上单向旋转,创建了两个对映体。然后通过使用强静电场使旋转轴(以及一个ph债券),要么对映体可以选择性地生成。

这种旋转诱导手性已经提出,但也好不了多少探索因为生产高度兴奋转动困难的州(转动量子数J40左右)和一个相当狭窄的定义良好的分布状态。原则上现在成为可能,但是,强烈的出现,超短激光脉冲激发所需的各种定制的分化极端的旋转。这样一个脉冲,称为光学离心机,不仅应该线性偏振旋转螺旋的方向分化,但这样做在加速,这样的“线程”螺旋旋转更加严格。

研究者的量子力学计算表明J= 42,旋转诱导手性应该是切实可行和可观察到的现实的实验参数。现在,这是他们的目标。