这个问题恐怕目前的化学理论是解释不了的,因为涉及到一些终极的物理基础理论了。无论如何,手性分离或者手性合成都必须是在有手性模板的情况下才能发生,在没有最初手性源头的情况下,自发的形成单一手性体系的过程别说热力学解释不清楚,就是基础物理学也解释不清楚。理论上一个和地球其他方面完全一样,只是所有生物分子都和地球的生物分子手性相反的生物体系完全应该存在。
这里其实是可以有理论突破的。因为虽然理论上缺乏支持,但是在实验上,我2000年在李亚栋老师那里做本科毕设的时候,那里一个研究生在合成碳纳米管的实验中,在合成原料和实验器具中完全没有手性源的情况下,所有合成的碳纳米管大比例的呈现单一手性。我觉得这种实验结果证明,自发形成单一手性体系是完全可能的,如果深究其理论源头,将会非常有意思,恐怕会产生基础物理、化学领域的重大突破。
不过当时我向导师提出这一设想的时候,并没有得到重视。但我相信(虽然我现在人已经不在科研领域混了),这个方向肯定是对头的,未来必然会在这儿出现重大的,对整个物理、化学、生物科学领域影响深远的突破。
【 在 slimewoo (slimewoo) 的大作中提到: 】
: 我提这个问题是因为上周一个酶学的会议上面,本领域一个大牛在餐会上面提出了个这个问题。从直觉上看,消旋化是一个熵增加的过程。他在他自己多年以前的文章里面也是这么写的。但是他对这个解释并不满意。结果就是这么简单而又客观存在的常识,让一桌的酶学专家在餐巾纸上画了两个多小时也没有搞出答案来。
: 我看了一下大家的回帖,看来都还是集中在混合熵的计算上面。在那次餐会的讨论中,这是最早被放弃的解释。因为这里涉及到一个基础概念的问题:就是在计算熵的时候,R与S异构体是否可以视为混合物?从化学层面上看,这两个异构体是完全一样的。因此两者任意比例的混合,其熵都应该一样,也就是说不会有混合熵的存在。有人提出,由于电子旋臂的影响,R和S有些微的能量差别。但是这种能量的差别是否能驱动反应的进行,连提出的人也无法回答。而且如果这种能量差别显著存在,那么最终的平衡态是否依然能维持50:50?
: 酶的本质只是催化剂.一般来说,酶对正逆反应都有催化作用。实际工作中,很多酶的应用都是双向的。比如脱氨酶可以用来去氨,同样也可以用来加氨。然而消旋酶在应用中似乎成了一个例外。那个大牛提出这个讨论,实际上是想从理论上解决一个比较终极的问题:我们是否可以用消旋酶去催化去消旋化反应,从而从消旋体得到单体?
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