【探索手性起源9.】

（9. 不对称自催化作用引起的不对称性放大）

八、不对称自催化作用引起的不对称性放大 

       不对称自动催化是指由不对称反应生成的手性产物自身作为催化剂的反应过程（见图1， a），在这类反应体系中，催化剂自动放大倍增，可简捷高效地制备高选择性的对映异构体。

       1990年，Soai课题组报道了首例不对称自催化反应，反应使用86% ee的加成产物催化二异丙基锌对吡啶-2-甲醛的加成，反应得到了ee值降低的产物，仅为35% ee （见图 1，b）。之后几年，该课题组不断对不对称自催化反应进行研究，终于在1999年将手性放大作用做到极致：用0.00005% ee 的手性物质经过三轮反应得到>99.5% ee的产物 （见图2）。

                                                                     图1.手性自催化作用

                                                               图2.  手性自催化：手性放大

       有意思的是，他们发现，当使用外消旋的目标产物作为催化剂，但使反应在圆偏振光照射下进行时，反应可以得到>99.5% ee的目标产物，并且使用S-CPL照射得到S-构型产物，而使用R-CPL照射则得到R-构型产物（图3，a）。并且，他们还尝试使用多种不同的手性晶体作为添加剂，也能得到高ee值的产物（图3，b）。

       作者认为得到该结果可能机理是反应体系在圆偏振光或手性晶体的作用下产生了微小的手性破缺，再经不对称自催化而放大。

       因此，他们认为不对称自催化作用是自然界产生手性破缺后最终实现生物体内分子单一手性的原因。

                       图3.  圆偏振光与手性晶体引起的不对称破缺经手性自催化放大

        小结：迄今为止，科学家们已经提出了多种地球上的分子最初产生手性破缺的可能原因，以及产生破缺后最终放大，从而实现生物分子手性均一性的可能原因，但目前并没有一种理论得到公认。从前述讨论我们也可以知道，虽然各个理论都有一定的实验现象支持，但都没有直接的证据支持。

       目前，对于手性起源的研究已经远远超越了生命起源的范畴。到底生物分子的手性均一性是怎么形成的？我们期待科学家们为我们揭开这一神秘的面纱。

                                                       丰都智愚河畔环境技术工作室