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选择性手性对称性破缺:当“左”与“右”无法共存且“左”是最佳选择时

其他凝聚态物理 2007-05-23 v2

摘要

当不偏好产生哪一种对映异构体的物理或化学过程,自发地产生大量两种对映异构体之一(即(L)左旋或(D)右旋)时,就会发生手性对称性破缺。涉及手性产物的无机过程通常产生两者的外消旋混合物。然而,地球上的生命仅使用一种类型的氨基酸(L)和一种类型的天然糖(D)。自大约140年前的 Pasteur 时代起,这种选择性手性的起源一直是生命起源中的一个基本谜团。溴酸钠(NaBrO3)和氯酸钠(NaClO3)在未搅拌的溶液中结晶时,产生统计上数量相等的左旋(L)和右旋(D)手性晶体。但是,当这两群晶体经历溶解-结晶现象时,它们无法共存:其中之一在滋养另一个的不可逆竞争过程中消失。从能量的观点来看,这两种对映异构体能以相等的概率存在,因此不同体系中这种竞争的结果将是(L)或(D)的晶体种群。但是,与这一理论预测相矛盾的是,在不同体系中赢得竞争并保留在溶液中的手性晶体的旋向几乎总是相同的(NaBrO3为99.2%)。我们建议这些结果是对映异构体之间宇称破坏能量差(PVED)的后果,并强化了PVED理论在地球上生物分子手性起源中起关键作用的观点。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/0507347,
  title  = {Selective chiral symmetry breaking: when 'Left' and 'Right' cannot coexist and 'Left' is the best option},
  author = {Cristobal Viedma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0507347},
  year   = {2007}
}

备注

5 pages, 2 figures,added data