“D和L-丙氨酸宇称破缺能差正负”的争论

在宇宙开始大爆炸的时候，电荷变号与镜象反射共轭（CP）是对称的.但现在我们的宇宙绝大部分是正物质核子和电子等组成的，所以我们的宇宙是不对称的. D和L-丙氨酸通常称为对映体（enantiomer），实际上它们并不是由正、反粒子组成的真正的对映体，而是空间反演的，即x→－x, y→－y, z→－z 的非对映异构体（diastereoisomer），所以D-和L-丙氨酸是不对称的，两者间有能量的差别.自然界的力只有弱力是宇称不守恒的.在分子物理中，电弱力宇称不守恒是导致D-和L-丙氨酸能差的根源.所有以前的研究都认为L型丙氨酸比D型稳定.但是，最近以 Quack和 Schwerdtfeger为首的理论物理学家计算了L-丙氨酸在气相和溶液两种状态下,宇称破缺能差与分子构象的关系，提出“D-和L-丙氨酸究竟哪一个稳定”的质疑.由于气相和液相中两面角较难测定，我们用X射线四圆单晶衍射法，测定了270 K和250 K 时D-和L-丙氨酸的O(1)O(2)C(1)C(2)H(4)的原子坐标，算出了二面角，按照 Quack的MC-LR方法，D-和L-丙氨酸宇称破缺能差为1.2×10－19 Hartree, 相当于3.3× 10－18 eV/分子或3.2×10－16 kJ•mol－1，从而得出D-丙氨酸能态高于L-丙氨酸的结论.     

有机共轭体系电子转移反应的溶剂重组能

应用Marcus双球模型计算溶剂重组能λs时,在AM1法优化给受体几何构型基础上,提出了共轭体系电子云分布的扁球模型,并用统计的方法求出了rD/A.同时依照Miller等的处理办法,结合其他理论及实验证据将电子转移交叉反应中联苯分子的扭转能计入溶剂重组能λs中,从而用实验速率常数拟合出含扭转能的λs值.此实验拟合值与扁球法得到的λs计算值吻合得很好.通过比较理论值与实验值,发现了给受体间距的大小、受体分子的变化、溶剂的不同对λs计算值相对λs实验值的偏差的影响,直接证实了电子给受体的耦合作用,溶剂分子参与的超交换电子转移及溶质溶剂分子表面相互作用等量子因素造成的实际反应体系对溶剂经典连续介质模型的偏离.     

手性氨基酸分子的温度诱导相变——自发对称性破缺与复原

运用统计理论热力学函数自由能ΔG、焓ΔH、熵ΔS、平衡常数K与粒子平动、振动、转动配分函数关系, 并通过变温D- 与L-CDBrClF实例计算, 证明在宏观温度变量下, 可以导致手性分子D⇔L平衡中宇称破缺熵差的反号. 根据作者科研组14年来, 采用变温X衍射、中子衍射、比热、直流和交流磁化率、¹H和¹³C固相核磁共振、拉曼光谱、晶体旋光和双折射、超声测定相变等实验方法, 证明Salam假说预言的温度范围(200～250 K)存在温度变量诱导的相变, 产生自发对称性破缺. 在宇称破缺能差(PVED)接近0条件下, 宇称破缺熵差导致D和L分子反向的物理行为, 产生分叉机制(bifurcation mechanism). D和L分子的能量差别, 可能是早期生命起源时, L氨基酸富集的原因. 实验还发现, 在低温变温下自发对称破缺的复原. 由于晶相结构限制分子重排, Salam相变不是D→L的构型相变.     

Internal Reorganization Energy Contributed by Torsional Motion in Electron Transfer Reaction between Biphenyl and Biphenyl Anion Radical

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｆｅｒ (ＥＴ)ｒｅａｃｔｉｏｎｓａｒｅｆｏｕｎｄｔｏｂｅａｎｅｌｅｍｅｎｔａｌｓｔｅｐｉｎｍａｎｙｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｄｅｅｄ .1 6ＩｔｈａｓｂｅｅｎｂｅｌｉｅｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＥＴｒｅａｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｂｉｐｈｅｎｙｌ (Ｂｐ)ａｎｄａｓｅｒｉｅｓｏｆｏｒ ｇａｎｉｃｓｙｓｔｅｍｓ ,ｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙＭｉｌｌｅｒｅｔａｌ.,ｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｓｕｃ ｃｅｓｓｆｕｌｅ…