【生活习性中的手性 8.】
(8. 自然光的手性偏向性)
手性物具有光学活性,说明它与光的作用和联系是分不开的。手性物能把平面偏振光向左或向右扭转一定的角度,这才使我们知道手性物的光学活性的本质是它们具有旋光性,这也使我们知道手性物可以分为左旋和右旋的手性对映异构体。其实这正是手性物对光的手性偏向性。
平面偏振光只是圆偏振光的二维横断面截图所至。圆偏振光则是三维动态光的展示,实际上自然光是由左旋圆偏振光和右旋圆偏振光组合而成的(如下图)。实验结果表明圆偏振光有着鲜明的手性偏向性:一是当自然光(左右圆偏振光的组合)通过某一种单一旋光性的手性对映体时,与之旋光性相同的圆偏振光被允许通过,相异的圆偏振光则被阻挡。如同尼可尔棱镜滤光作用一样,也就是自然光能被单一的手性物筛选。二是当某种单一旋光性的圆偏振光照射外消旋手性物(左右旋相当,整体表现无旋光性)时,则会让发现外消旋手性物被分离,也即外消旋手性物会被旋光性的圆偏振光离析分成两部分。利用这个结果,可以用圆偏振光助力手性不对称合成。比如用纯净的“左旋”或者“右旋”的紫外光部分分解 ee=0 的手性分子混合物,留存下来的手性分子就会呈现出相应的手性优势。例如,早在 1976 年,Flores, Bonner 和 Massey 就发现,用左右旋两种圆偏振的 212.8nm 紫外光分解亮氨酸,幸存下来的亮氨酸分别呈现两部分,其左右旋比值为 ee=-2.50(±0.35)% 和 ee=1.98(±0.31)%。
从这两个实验结果可看出自然光对手性物作用的两个方面,其实这也反映出自然光具有的手性偏向性。
丰都智愚河畔环境技术工作室