【超分子】水溶性章鱼[3]芳烃对映体用于水相中手性铵盐的高对映选择性识别- 大数跨境

X-MOL资讯

2022-03-21

导读：中国科学院化学研究所的陈传峰研究员课题组基于手性的乙烯蒽基元发展了一类新型的手性大环芳烃、命名为章鱼[3]芳烃，并利用水溶性章鱼[3]芳烃对映体在水相中实现了对手性铵盐的高对映选择性识别。

水相中的对映选择性识别普遍存在于自然界中，在生命体系中也极为重要。例如，由于天然手性受体对特定手性底物具有更优异的结合能力，手性活性药物分子的两种对映体可能显示不同的药理作用。因此，研究合成手性受体在水中的对映选择性识别不仅有助于我们更好地理解复杂生物体系中的对映选择性结合，而且也为手性底物的对映选择性识别、检测以及分离提供新的思路和机会。然而，通过对映体大环受体在水中实现高对映选择性以及高亲和力的对映选择性识别仍然具有很大的挑战。

在过去几十年中，手性大环芳烃因其在手性识别、手性转移以及手性功能材料等方面的广泛应用而受到越来越多的关注，尤其是水溶性的手性大环芳烃是一类非常具有吸引力的合成大环主体。但是，由于设计和合成上的困难与挑战，这样一类具有稳定手性和疏水空腔的大环芳烃仍然未见报道。

近日，中国科学院化学研究所的陈传峰研究员课题组基于手性的乙烯蒽基元发展了一类新型的手性大环芳烃、命名为章鱼[3]芳烃，并利用水溶性章鱼[3]芳烃对映体在水相中实现了对手性铵盐的高对映选择性识别。首先，水溶性章鱼[3]芳烃对映体可以非常方便地合成得到。章鱼[3]芳烃的晶体结构表明其具有高度对称的刚性六边形结构，而且对映体大环能够通过相邻大环之间的非共价相互作用形成有趣的六边形超结构。有意思的是，章鱼[3]芳烃对映体的单晶不仅呈现出镜像的结构，而且在固态下呈现出镜像手性六边形超结构。

图1. 水溶性章鱼[3]芳烃和手性铵盐客体的结构

作者通过核磁以及量热滴定详细地研究了水溶性章鱼[3]芳烃对映体在水相中对三对手性铵盐客体的高对映选择性识别作用，实验发现对映选择性值最高可以达到12.89，这也是已报道的基于对映体水溶性大环受体的最高对映选择性值。此外，主客体的晶体结构和计算数据表明，非对映异构主客体络合物之间不同的非共价相互作用在对映选择性识别中起到了重要作用。该工作报道的章鱼[3]芳烃，尤其是具有稳定手性和疏水空腔的水溶性章鱼[3]芳烃有望在超分子化学、材料科学等领域显示广泛的应用。