キラリティ選別のモデル : 有機分子を中心として(<特集>結晶成長とキラリティ)
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概要
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結晶の形態や生物界での有機物には,左右の対称性の破れが見られることがある.ここでは,そ合反応という有機物の合成過程で認められた鏡像体過剰率eeの増幅現象を動機とした我々の簡単な化学反応モデルを紹介し,反応速度論と確率的な方法とでキラル対称性の破れを調べた結果を中心に解説する.モデルでは,アキラルな原料分子Aから二つの異性体(R体とS体)が合成される過程に自己触媒作用を考え,また合成物が原料Aに分解する過程も考慮する.R体とS体の平均濃度に対する反応速度論によれば,二次の自己触媒反応によって,最初の僅かなeeが増幅されることが示される.また,分解反応があると,最終状態が一意的になり,キラル対称性の破れが生じることも分かった.しかし,初期状態がキラル不純物を含まない完全アキラル状態だと,ラセミック状態から抜け出すことができない.そこで揺らぎも考慮できるように,二つの鏡像異性体RとSの分子数に関する確率分布を考え,その時間発展をマスター方程式で調べた.分解反応がある場合は,最終的確率分布P_fは初期状態には依存しないことが分かった.合成反応に二次の自己触媒作用があると,R体またはS体が過剰にあるという二つの状態にピークを持つP_fとなる.一方,分解過程がないと,最終分布は初期状態に依存する.特に,自発合成と二次の自己触媒合成反応だけの場合には,最終分布は系の全体積中の総分子数Nにも依存する.アキラルな初期状態から出発すると,Nが小さい場合には自発的なランダム合成が支配的で,R体とS体が同じように作られるので最終分布はラセミック状態に単一ピークを持つ.それに対し,Nが多いと,二次の自己触媒効果がランダムな合成を上回り,最終分布はR体またはS体が過剰な二つの状態にピークを持つ.同様な,二重ピークを持つ確率分布は,そ合等の実験で,完全アキラル状態から出発した多数のサンプルを統計的に処理したときに見られている.
著者
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齋藤 幸夫
慶応大理工
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斎藤 幸夫
慶應義塾大学理工学部
-
日向 裕幸
慶応大理工
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Saito Y
Faculty Of Engineering Yamanashi University
-
Saito Y
Department Of Applied Physics Osaka University
-
Saito Y
Synchrotron Radiation Research Center Japan Atomic Energy Agency
-
Saitoh Yuji
Synchrotron Radiation Research Center Japan Atomic Energy Agency
-
Saitoh Yuji
Department Of Material Physics Osaka University
-
Saito Y
Keio Univ. Yokohama
-
Saito Yahachi
Department Of Electrical And Electronic Engineering Faculty Of Engineering Mie University
-
Saito Yahachi
Faculty Of Engineering Mie University
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齋藤 幸夫
慶應義塾大学理工学部
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日向 裕幸
慶應義塾大学理工学部
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斎藤 幸夫
慶応大学理工学部物理
-
Suwa Y
Univ. Tokyo Tokyo Jpn
-
Saito Y
Toyota Central Res. And Dev. Lab. Inc. Aichi Jpn
-
Saito Y
Department Of Materials Science And Engineering Tokyo Institute Of Technology
-
Shigeta Yukichi
Institute Of Plasma Physics Nagoya University:department Of Physics Yokohama City University
-
Suwa Y
Research Center For Advanced Science And Technology The University Of Tokyo
-
Saito Yoshiaki
Hatano Research Institute (hri) Food And Drug Safety Center (fdsc)
-
Saito Yoshiaki
Lab. Of Pathology
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