【手性变旋现象 4.】

  （4.  手性变旋的研究手段：圆二色谱）

       研究手性对映体构型变化的光谱技术手段是旋光谱（Optical rotatory dispersion，简称ORD和圆二色谱（Circular dichroosim，简称CD）。

       ORD是以波长为横坐标，以旋光度变化为纵坐标绘制出来的二维谱图。它反映了手性体系中的旋光度变化。

       CD是以物质的圆二色性为理论基础，即平面偏振光照射手性体系时，左右旋物质的吸光度不同，总的体现出二种吸收的差值，这就是圆二色性。而以左旋物的吸光度（⊿AL）与右旋物的旋光度（⊿AR）的差值（⊿A＝⊿AL－⊿AR）为纵坐标，以波长为横坐标，绘制出的二维吸收光谱图为圆二色谱图。圆二色谱主要用于检测复杂的有机大分子的结构变化。但用于手性对映体构型构象变化，以及绝对构型的测定是很理想的技术手段。

       比如手性对映体的圆二色谱在Cotton效应下的S型谱线是呈符号相反，在笛卡尔坐标的一、二象限中呈对称状态，详见下图。这里给我们的启示，如果手性变旋，或者对映体转换，那么圆二色谱是否会因符号相反而转向呢？

       近期北理工的李家方、姚裕贵教授团队的研究成果给出了答案，他们的实验是，利用纳米剪纸技术制备了一种立体扭曲的人工旋桨手性超分子结构，基于手性中心竞争机制，利用结构的曲线扰动、曲线旋转等机制实现了圆二色性符号的异常反转。该系列创新成果分别发表在国际顶级期刊Nano Letters（IF: 11.189上）和Advanced Optical Materials（IF: 9.926上）。详见下图。其中左边是实验模版，右边是圆二色谱图，其中Type-I 和Type-II在上下图中发生了符号反转，则表征手性转换。

       即是说，在特定条件下，手性变旋在理论上是成立的，实验也是可行的，但这个特定条件要求也是很高的。理论分析表明，该反直觉的圆二色性符号反转是由相位控制的手性电四极矩激发与表面晶格共振放大效应导致的手性竞争引起的。

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