【手性物普及系列 33.】
(33. 磁光手性分解）
电磁力手性分解的另一个重要例子是磁光手性分解（又叫磁手性光化学反应）。2000年，法国科学家瑞肯和劳帕赫在《自然》杂志上报道了他们的磁光手性分解实验。即在一个容器中盛有三价铬三草酸络合物[K3Cr(C2O4)3]的外消旋溶液，环绕在外边的线圈能够产生很强的静磁场，磁感应强度B可以在－10~15T之间变换。蓝宝石激光器发射出波长为696nm的红色激光，通过一定的装置可以改变激光的偏振状态，使它能够成为平面偏振光、圆偏振光或者自然光。
三价铬三草酸络合物[K3Cr(C2O4)3]在光的诱导下发生分解反应，吸收的光越多，分解的速度越快。实验表明，当自然光通过溶液，且当磁场方向和光的方向垂直时，左旋体和右旋体对光的吸收一样，因而不会产生手性分解。但是，当磁场方向与激光方向平等或反平行时，一种对映体吸收光的能力会被另一种强，从而使它们的分解速度不同，最终导致两种对映体的浓度差。例如，当磁场 方向沿着激光方向时，左旋体多于右旋体；当磁场方向与激光方向反平行时，右旋体多于左旋体。实验还表明，手性分解与激光的偏振状态无关，平面偏振光、圆偏振光或者自然光都可以与静磁场协同作用实现手性分解。
自然光射入某些晶体时会分解成两束振动方向相互垂直的平面偏振光，这两束光的传播方向不同，晶体对它们的吸收程度不同，并且这种吸收程度的不同与波长有关，从而使透过晶体的这两束光呈现两种不同的颜色，这种现象叫二色性。例如红宝石在一个方向上呈红色，在另一个方向上呈黄红色。二色性在某些情况下可作为判定宝石品种的依据。更广义地说，左旋体和右旋体对光的吸收能力的差异也被称为二色性。例如，在星光手性分解中，不同的手性化合物对圆偏振光有不同的吸收能力，所以称圆二色性；在磁光手性分解中，不同的手性化合物在磁场作用下对光有不同的吸收能力，所以称为磁二色性。
按照磁光手性分解实验，如果最早的生命是在地球上形成的，那么造成生命手性的原因就是地磁场与阳光的相互作用。如果生命的种子是陨石播撒到地球上的，那么生命的手性起源于陨石所沐浴的恒星光芒与恒星或星系磁场作用的结果。由于宇宙中自然光比偏振光要多得多，宇宙磁场也是普遍存在的，所以磁光手性分解对生命的手性起源提供了新的，更有说服力的线索。手性分子之父巴斯德提出了分子空间结构的手性理论，继而认为生命过程与分子的手性结构密切相关。但自从在1848年发现有机化合物的手性以来，生命的手性起源一直是一个未解之谜。所以《自然》杂志评论说：瑞肯和劳帕赫的工作解决了困扰物理学家、化学家和生物学家长达150年的问题，是一个可以被载入史册的重要工作。
（本节中部分内容摘自史志强教授的《探秘手性》）
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