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中國科學報:科學家提出手性自發拆分新思路
發布時間:2022年06月14日 來源:中國科學報

ob体育欧洲杯官网 化學化工學院教授江雲寶課題組在手性自發拆分研究方向取得新進展。相關成果近日發表於《德國應用化學》。

自1848年巴斯德實現酒石酸鹽對映體的拆分以來,手性自發拆分一直備受關注,因其不僅有助於理解自然同手性起源,也為手性物質的分離和純化提供重要途徑。但統計表明,外消旋體結晶時僅約5%~10%會發生手性自發拆分,90%以上則發生共結晶。由於晶體成核和生長過程涉及複雜的熱力學和動力學因素,對於某一外消旋體能否發生自發拆分結晶至今尚無法預測,如何理性設計手性自發拆分結晶體係仍然極具挑戰。

江雲寶課題組近年來在折疊短肽基超分子螺旋的構築研究中取得係列進展,發現超分子螺旋形成中呈現同手性特征,係折疊結構單元自身螺旋性的延展所致,其原理類似於藝術體操運動員舞動彩帶棒時彩帶呈螺旋狀延續。據此,形成了構築二維或三維超分子螺旋以驅動三維同手性延伸、促進手性自發拆分結晶的研究設想。

他們設計將乙酰丙氨酸模型分子衍生為乙酰丙氨酰胺基硫脲,後者含有β—轉角結構而呈折疊構象,賦予轉角結構之間氫鍵相互作用的特性;續於分子中苯基硫脲的苯環對位引入鹵素原子,為折疊分子間提供鹵鍵作用的可能。

通過固體圓二色和紅外光譜、手性色譜、X射線粉末和單晶衍射等實驗,他們發現修飾以碘、溴和氯等鹵素原子的折疊短肽衍生物分子間具有強的鹵鍵作用,可同時形成氫鍵和鹵鍵超分子螺旋,構成二維正交螺旋,驅動結晶過程中的三維同手性延伸,實現外消旋體發生手性自發拆分結晶;修飾以氟原子或不含鹵素原子的折疊短肽衍生物分子無法提供鹵鍵作用,僅形成一維氫鍵超分子螺旋結構,外消旋體發生共結晶。

該研究為理性構築手性自發拆分結晶體係提供了新思路。

相關論文信息:

https://doi.org/10.1002/anie.202205914

(記者 溫才妃)

原載於2022年6月14日《中國科學報》第1版


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