醛基功能化喹啉螺旋折疊體的合成

1、醛基功能化喹啉螺旋折疊體的合成及手性識(shí)別研究收稿日期：基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（91127019, 21275121 ,J1030415），973自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2011CB910403）*通信作者：ybjiang吳雯路，黎朝*，劉宇宸，林建斌，江云寶*（廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，譜學(xué)分析教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建，廈門(mén)，361005）摘要：設(shè)計(jì)合成了以8-氨基喹啉-4-甲酸為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，氨基端修飾(1S, 4R)-坎烷?；?，羧基端醛基功能化的螺旋折疊體分子1g-4g，進(jìn)而應(yīng)用這類折疊體分子探討螺旋結(jié)構(gòu)與手性選擇性之間的關(guān)系。通過(guò)折疊體端基選擇的外識(shí)別方式實(shí)現(xiàn)對(duì)手性萘乙胺對(duì)映異構(gòu)體的選擇性。

2、實(shí)驗(yàn)表明，3g對(duì)手性萘乙胺的手性選擇性最好（產(chǎn)物含量比R3g/S3g = 1.00/4.10），說(shuō)明螺旋結(jié)構(gòu)的形成有利于3g對(duì)手性萘乙胺的選擇性識(shí)別。關(guān)鍵詞：螺旋折疊體；手性識(shí)別；外識(shí)別中圖分類號(hào)：O 657.39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 手性即物和其鏡像不能重合的現(xiàn)象1?；衔锓肿觾H是手性的差異卻能在生物活性方面表現(xiàn)出驚人的不同。DNA和多肽等天然螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)手性分子高效選擇性識(shí)別過(guò)程中，其自身螺旋構(gòu)象起著至關(guān)重要的作用。因此，通過(guò)人工折疊體模擬天然螺旋結(jié)構(gòu)來(lái)研究生命體內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，對(duì)認(rèn)識(shí)生命過(guò)程有著深遠(yuǎn)的意義。折疊體是建立在超分子化學(xué)、物理有機(jī)、化學(xué)生物學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展的新興學(xué)科2-5

3、。其概念為一類人工合成的，受非共價(jià)作用驅(qū)動(dòng)而形成的具有穩(wěn)定有序構(gòu)象的寡聚物或聚合物6。折疊體可分為以多肽為骨架結(jié)構(gòu)的脂肪類和以氮雜環(huán)化合物為骨架結(jié)構(gòu)的芳香類兩大類。目前，折疊體在手性誘導(dǎo)7、手性傳遞8、手性識(shí)別9與手性檢測(cè)10等方面已有相關(guān)研究。但折疊體在識(shí)別手性分子的研究中，大多基于折疊體對(duì)其結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔尺寸即內(nèi)識(shí)別方式，該方式要求折疊體具有足夠的鏈長(zhǎng)以保證所形成的內(nèi)腔的尺寸，因而對(duì)折疊體的合成提出了極高的要求。而基于端基選擇的外識(shí)別方式的研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道，這種方式對(duì)鏈長(zhǎng)要求較低同時(shí)識(shí)別過(guò)程還可實(shí)現(xiàn)螺旋鏈的增長(zhǎng)11。Ivan Huc曾報(bào)道了具有多個(gè)喹啉酰胺結(jié)構(gòu)單元的螺旋折疊體分子12。當(dāng)具有兩個(gè)

4、及兩個(gè)以上喹啉酰胺結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)單元間受分子內(nèi)氫鍵作用驅(qū)動(dòng)形成螺旋結(jié)構(gòu)。喹啉結(jié)構(gòu)單元數(shù)為2.5個(gè)時(shí)，即可形成較完整螺旋環(huán)狀結(jié)構(gòu)。本文在螺旋結(jié)構(gòu)氨基端修飾(1S, 4R)-坎烷?；T導(dǎo)形成單一右手螺旋折疊體13，羧基端醛基功能化并合成具有不同結(jié)構(gòu)單元數(shù)目的分子1g-4g（圖1）。通過(guò)醛基端基選擇的外識(shí)別方式與手性萘乙胺作用模擬天然螺旋結(jié)構(gòu)的手性選擇，考察螺旋結(jié)構(gòu)的形成對(duì)手性選擇性識(shí)別的影響。研究結(jié)果表明，具有一個(gè)完整螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)的3g對(duì)手性萘乙胺具有突出的選擇性。圖1 1g-4g分子結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of 1g-4g1.實(shí)驗(yàn)部分1.1 儀器與試劑Bruker A

5、V400 NMR或Bruker AV500 NMR核磁共振譜儀，Bruker En Apex ultra 7.0T FT-MS質(zhì)譜儀。鄰硝基苯胺（98%），二氧化硒（99%），巴豆醛（98%），10% 鈀碳購(gòu)買(mǎi)自阿拉丁試劑公司，(1S, 4R)-坎烷酰氯（98%）購(gòu)買(mǎi)自百靈威， R-/S-萘乙胺 (NEA)（99%）購(gòu)買(mǎi)自安耐吉公司。氘代試劑為Sigma-Aldrich公司試劑。其余合成試劑為國(guó)藥集團(tuán)試劑。1.2 1g-4g分子的合成與鑒定反應(yīng)條件: (1) Fe, AcOH, MeOH, NaOH, reflux; (2) (1S,4R)-camphanoyl chloride, DCM,

6、TEA, 0 oC- r.t.; (3) NaBH4, 0 oC- r.t.; (4) SeO2, dioxane, 90 oC; (5) SOCl2, DCM, TEA, 0 oC- r.t.圖2 1g-4g的合成Fig.2 Synthesis of 1g-4g1a（2.19 g, 9.4 mmol）溶解于50 mL甲醇，加入鐵粉（1.58 g, 28.2 mmol），9.4 mL醋酸，回流攪拌反應(yīng)4 h。過(guò)濾除去鐵粉得到濾液，用二氯甲烷（30 mL × 3）洗滌濾渣，合并濾液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑。所得固體溶解于100 mL乙酸乙酯中，依次用飽和碳酸氫鈉（100 mL ×

7、; 3）和飽和氯化鈉水溶液（100 mL × 3）洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，得到棕色油狀1b（1.71g, 8.5 mmol），產(chǎn)率90.0%。1b（1.01 g, 5.0 mmol）溶解于50 mL干燥的二氯甲烷中，加入三乙胺（2.1 mL, 15.0 mmol），氮?dú)獗Ｗo(hù)并保持冰浴條件。(1S, 4R)-坎烷酰氯（1.29 g, 6.0 mmol）溶解于10 mL二氯甲烷并滴加入反應(yīng)體系?；謴?fù)室溫?cái)嚢璺磻?yīng)24 h，旋除有機(jī)溶劑。所得固體溶于80 mL乙酸乙酯中，依次用飽和碳酸氫鈉（80 mL × 3）和飽和氯化鈉水溶液（80 mL × 3）洗

8、滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，硅膠色譜柱純化，洗脫劑為二氯甲烷，得到淺黃色固體1c（1.75 g, 4.6 mmol）產(chǎn)率92.0%。1c（0.76 g, 2.0 mmol）溶解于30mL四氫呋喃中，硼氫化鈉（0.76 g, 20.0 mmol）溶解于30 mL乙醇，乙醇溶液滴加入四氫呋喃溶液中并保持冰浴條件。滴加完畢后，恢復(fù)室溫反應(yīng)16 h，加入8 mL碳酸氫鈉和8 mL水猝滅反應(yīng)。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，二氯甲烷（30 mL × 2）萃取水層，飽和氯化鈉水溶液（50 mL × 2）洗滌有機(jī)相，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑。硅膠色譜柱純化，洗脫劑為二氯甲

9、烷/甲醇（100/0.4, v/v），得到產(chǎn)物淺黃色固體1d（0.40 g, 1.1 mmol），產(chǎn)率55.0%。1d（0.40 g, 1.1 mmol）溶解于20 mL 1, 4-二氧六環(huán)，加入二氧化硒（0.24 g, 2.2 mmol），溫度90 oC反應(yīng)2 h。冷卻至室溫，砂芯漏斗過(guò)濾得到濾液，30 mL二氯甲烷洗滌固體，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑。硅膠色譜柱純化，洗脫劑二氯甲烷。得到產(chǎn)物淺黃色固體1g（0.31 g, 0.9 mmol），產(chǎn)率80.0%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) : 10.74 (s, 1H), 10.29 (d, J = 0.8 Hz, 1H), 8.

10、89 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 1H), 8.35 (dd, J = 8.5, 0.6 Hz, 1H), 8.11 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.74 7.69 (m, 1H), 7.66 (dd, J = 8.3, 1.4 Hz, 1H), 2.70 (ddd, J = 13.3, 10.6, 4.3 Hz, 1H), 2.14 (ddd, J = 13.4, 9.2, 4.6 Hz, 1H), 2.09 2.01 (m, 1H), 1.85 1.79 (m, 1H), 1.24 (s, 3H), 1.20 (s, 3H), 1.07 (s, 3H). 13

11、C NMR (125 MHz, CDCl3) : 13C NMR (125 MHz, CDCl3) 193.01, 177.66, 165.98, 150.70, 138.31, 137.69, 134.40, 130.10, 129.94, 122.36, 117.91, 117.83, 92.64, 55.51, 54.40, 30.64, 29.21, 16.80, 16.71, 9.80. HRMS (ESI) (m/z) : 理論相對(duì)分子質(zhì)量 M+H + :353.1501，測(cè)定值：353.1494.b（2.18 g, 10.0 mmol）于25 mL圓底燒瓶，加入10 mL二氯亞砜

12、，保持40 oC攪拌反應(yīng)4 h，旋除有機(jī)溶劑，備用。1b（2.02 g, 10.0 mmol）用50 mL干燥的二氯甲烷溶解于滴液漏斗中，加入三乙胺（4.2 mL, 30 mmol），緩慢滴加入b酰氯的二氯甲烷溶液中，反應(yīng)12 h。反應(yīng)完畢后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，依次用乙醇與乙醚洗滌得到部分純產(chǎn)物。旋除洗液，硅膠色譜柱純化，洗脫劑二氯甲烷。合并兩次產(chǎn)物，得到黃色固體2a（3.78 g, 9.4 mmol），產(chǎn)率：94.0%。3a, 4a 的合成與2a類似。2g-4g合成步驟按條件（1）-（4）進(jìn)行，不再贅述。2g為淡黃色固體，總產(chǎn)率：17.3%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)

13、 : 11.98 (s, 1H), 10.63 (s, 1H), 10.33 (s, 1H), 9.12 9.00 (m, 2H), 8.54 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.47 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.39 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.11 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.79 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.72 (dd, J = 11.9, 6.5 Hz, 3H), 2.73 (ddd, J = 14.8, 10.9, 4.3 Hz, 1H), 2.19 (ddd, J = 13.8, 9.3, 4.5

14、Hz, 1H), 1.98 (ddd, J = 15.3, 10.9, 4.5 Hz, 1H), 1.66 (ddd, J = 13.4, 9.3, 4.3 Hz, 1H), 1.18 (s, 3H), 0.97 (s, 3H), 0.91 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, CDCl3) : 193.68, 176.72, 166.25, 162.85, 150.79, 149.62, 138.97, 138.36, 137.47, 137.31, 135.14, 134.01, 130.06, 129.91, 129.47, 128.98, 122.73, 122.39,

15、120.17, 118.34, 118.15, 117.75, 92.42, 55.20, 54.46, 30.65, 28.99, 16.77, 16.55, 9.59.HRMS (ESI) (m/z): 理論相對(duì)分子質(zhì)量M+H + : 523.1981, 測(cè)定值：523.1983.3g為黃色固體，總產(chǎn)率：4.8%。1H NMR (500 MHz, CDCl3) : 12.28 (s, 1H), 12.25 (s, 1H), 10.16 (s, 1H), 9.17 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 9.08 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 8.53 (dd, J = 23.

16、0, 8.5 Hz, 3H), 8.46 (dd, J = 8.4, 5.0 Hz, 2H), 8.05 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.94 (dd, J = 7.6, 1.1 Hz, 1H), 7.80 7.73 (m, 3H), 7.65 7.59 (m, 1H), 7.57 (dd, J = 8.3, 1.0 Hz, 1H), 7.35 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 2.28 (ddd, J = 13.4, 10.8, 4.3 Hz, 1H), 1.96 (ddd, J = 13.5, 9.3, 4.5 Hz

17、, 1H), 1.82 (ddd, J = 13.0, 10.8, 4.5 Hz, 1H), 1.68 1.62 (m, 1H), 0.87 (d, J = 7.6 Hz, 6H), 0.57 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, CDCl3) : 190.71, 176.61, 165.02, 163.62, 162.38, 149.20, 149.08, 139.18, 138.16, 138.11, 137.83, 137.12, 136.42, 135.13, 134.49, 132.79, 130.11, 129.77, 129.51, 129.34, 128.99,

18、128.75, 122.51, 122.17, 122.02, 119.83, 117.62, 117.06, 116.81, 116.70, 91.98, 54.93, 54.25, 29.32, 28.82, 16.38, 16.35, 9.65.HRMS (ESI) (m/z): 理論相對(duì)分子質(zhì)量M+Na + : 715.2281, 測(cè)定值：715.2285. 4g為黃色固體，總產(chǎn)率：2.2%。1H NMR (500 MHz, CDCl3) : 12.42 (s, 1H), 11.90 (s, 1H), 11.63 (s, 1H), 9.98 (s, 1H), 9.20 (d, J =

19、7.4 Hz, 1H), 8.68 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 8.47 (dd, J = 14.8, 7.5 Hz, 4H), 8.09 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.99 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.90 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.80 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.76 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.71 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.66 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.57 (t, J = 7.8 Hz,

20、 2H), 7.37 (dd, J = 16.3, 8.2 Hz, 2H), 7.21 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 2.32 (t, J = 9.7 Hz, 1H), 2.15 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 1.84 1.74 (m, 1H), 0.81 (s, 3H), 0.77 (s, 3H), 0.40 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, CDCl3) : 190.52, 176.51, 164.88, 163.58, 160.76, 160.63, 149.14, 149.06, 148.77, 147.28, 138.79, 138.74,

21、138.18, 137.72, 137.10, 137.05, 136.18, 134.67, 134.03, 133.49, 132.52, 129.82, 129.76, 129.57, 129.28, 129.24, 129.10, 128.59, 128.47, 122.54, 122.37, 122.08, 121.93, 119.80, 119.53, 118.65, 117.90, 116.95, 116.64, 116.54, 116.07, 92.04, 54.83, 54.25, 29.68, 29.17, 28.80, 16.25, 9.56.HRMS (ESI) (m/

22、z) : 理論相對(duì)分子質(zhì)量M+Na + : 885.2761, 測(cè)定值：885.2755.1.3 實(shí)驗(yàn)方法1.3.1樣品配制1g-4g溶液（A）配制：稱取相應(yīng)量醛基化合物溶于1.00 mL氘代氯仿，配成濃度為0.015 mol/L母液。 R-/S-萘乙胺溶液配制：稱量2.6 g R-/S-萘乙胺溶于1.00 mL氘代二甲亞砜，配成濃度為0.015 mol/L的母液。1g-4g分別對(duì)R-/S-萘乙胺反應(yīng)速率測(cè)定實(shí)驗(yàn)溶液配制：0.20 mL A + 0.20 mL R-萘乙胺（或S-萘乙胺）+ 0.20 mL氘代二甲亞砜1g-4g手性選擇性競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)溶液配制：0.20 mL A + 0.20 mL

23、R-萘乙胺 + 0.20 mL S-萘乙胺1.3.2動(dòng)力學(xué)擬合反應(yīng)遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)9，反應(yīng)速度方程式為: r = -dc/dt = kcc為t時(shí)化合物濃度，dc為時(shí)間dt時(shí)濃度，t為反應(yīng)時(shí)間，k為一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)可得-ln (c/co) = ktco為起始濃度。2 結(jié)果與討論2.1 1g-4g分別對(duì)R-/S-萘乙胺反應(yīng)速率分析實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程以3g分別與R-/S-萘乙胺作用為例進(jìn)行說(shuō)明。3g與R-萘乙胺和S-萘乙胺作用生成兩種產(chǎn)物（圖3），運(yùn)用核磁共振技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（圖4），對(duì)核磁共振吸收峰面積積分并計(jì)算相應(yīng)手性產(chǎn)物的含量，通過(guò)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合（圖5（c），得到相應(yīng)反應(yīng)速率數(shù)據(jù)（

24、表1）。圖3 3g分別與R-萘乙胺和S-萘乙胺作用的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Chemical structures of 3g with R-NEA and S-NEA separately實(shí)驗(yàn)條件：在室溫25oC、氘代氯仿/氘代二甲亞砜(1/2, v/v) 混合溶劑中，3g = R-NEA = S-NEA = 5 mM. 其中HCHO為3g核磁共振吸收峰，HR和HS分別為3g與R-萘乙胺和S-萘乙胺作用產(chǎn)生的核磁共振吸收峰圖4 3g分別與R-萘乙胺（a）和S-萘乙胺（b）作用隨時(shí)間變化核磁共振譜圖Fig.4 Time dependent 1H NMR spectra showing rea

25、ction of 3g with R-NEA (a) and S-NEA (b) separately 類似地，對(duì)1g, 2g和4g分別與R-/S-萘乙胺作用情況進(jìn)行分析，所得結(jié)果示于圖5和表1。由表1可見(jiàn)，1g-3g隨著喹啉酰胺單體數(shù)目的增多，反應(yīng)速率逐漸減小。由于從1g到3g螺旋結(jié)構(gòu)逐漸形成，使得在與手性萘乙胺作用時(shí)作用位點(diǎn)處空間位阻不斷增大，從而導(dǎo)致其與R-/S-萘乙胺作用的反應(yīng)速率逐漸減低。有趣的是，4g的反應(yīng)速率較3g的反應(yīng)速率大。這可能是由于3g恰好形成一個(gè)完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)，(1S, 4R)-坎烷?；鶎?duì)醛基具有較大的空間位阻效應(yīng)，降低了醛基與萘乙胺的作用。而4g是在形成螺旋環(huán)后又增

26、加一個(gè)喹啉單體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致螺旋結(jié)構(gòu)繼續(xù)延伸，這樣便使(1S, 4R)-坎烷?；h(yuǎn)離醛基，空間位阻降低。因此在剛好形成一個(gè)完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)（3g）時(shí)反應(yīng)速率是最低的。對(duì)比1g-4g分別與R-/S-萘乙胺作用的反應(yīng)速率常數(shù)kR/kS可見(jiàn)：由于1g還不具有螺旋結(jié)構(gòu)，1g與R-/S-萘乙胺作用反應(yīng)速率常數(shù)kR與kS基本沒(méi)有區(qū)別。2g與R-/S-萘乙胺作用反應(yīng)速率常數(shù)kR與kS區(qū)別仍不顯著，此時(shí)2g僅僅初步具有螺旋結(jié)構(gòu)，在與手性萘乙胺作用時(shí)仍未表達(dá)出明顯的手性選擇性。3g與R-/S-萘乙胺作用反應(yīng)速率kS為1.38´10-2，kR 僅為0.33´10-2，kS約為kR的4倍。說(shuō)明與R-

27、萘乙胺相比較，3g較容易與S-萘乙胺反應(yīng)，表現(xiàn)出較好的手性選擇性。由于此時(shí)3g恰好形成一個(gè)較完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明螺旋結(jié)構(gòu)的形成有利于3g對(duì)手性萘乙胺選擇性識(shí)別。4g與R-/S-萘乙胺作用的反應(yīng)速率kR 為0.66´10-2，kS為1.77´10-2，說(shuō)明與R-萘乙胺相比較，4g也較容易與S-萘乙胺反應(yīng)，與3g結(jié)果一致。由于3g與4g結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，使得R-/S-萘乙胺均較容易與4g作用，導(dǎo)致4g對(duì)R-/S-萘乙胺手性選擇性較3g差，因此在剛好形成一個(gè)完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)（3g）時(shí)對(duì)R-/S-萘乙胺手性選擇性最好，此時(shí)較容易與S-萘乙胺作用。實(shí)驗(yàn)條件： 在室溫25oC、氘代氯仿/

28、氘代二甲亞砜(1/2, v/v) 混合溶劑中，1g = 2g = 3g = 4g = 5 mM, R-NEA = S-NEA = 5 mM.圖5 1g (a), 2g (b), 3g (c)與4g (d)分別與R-/S-萘乙胺作用結(jié)果一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合Fig.5 First-order kinetic plots for the reactions of 1g (a), 2g (b), 3g (c) and 4g (d)-with R- and S- NEA.表1 1g-4g分別與R-/S-萘乙胺作用的反應(yīng)速率常數(shù)Tab.1 Reaction rate constants of 1g-4g wit

29、h R-NEA (kR) and S-NEA (kS)化合物R-萘乙胺S-萘乙胺kS/ kRkR´10-2R2kS´10-2R21g54.10 ± 0.770.998650.01 ± 1.130.99600.92g3.53 ± 0.0390.99823.77±0.0320.99901.13g0.33 ± 0.0080.99231.38±0.0190.99774.24g0.66 ± 0.0270.99631.77±0.0100.99632.72.2 1g-4g手性選擇性競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用核磁共振技術(shù)考察

30、R-萘乙胺和S-萘乙胺等量共存時(shí)與1g-4g作用情況，通過(guò)核磁共振吸收峰積分面積計(jì)算兩種手性產(chǎn)物的含量，并對(duì)時(shí)間作圖（圖6）。兩種構(gòu)型反應(yīng)產(chǎn)物比例歸納于表格（表2）。手性分子只有在作用位點(diǎn)處與螺旋構(gòu)型具有較高匹配度的情況下才能優(yōu)先結(jié)合獲得較大量的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明（表2），當(dāng)1g與R-萘乙胺和S-萘乙胺消旋體系進(jìn)行作用時(shí)產(chǎn)物含量比R1g /S1g = 1.00/1.00， 即1g有基本相同的機(jī)會(huì)與R-萘乙胺和S-萘乙胺作用，作用過(guò)程中沒(méi)有表現(xiàn)出手性選擇性。與R-萘乙胺相比較，2g較容易與S-萘乙胺反應(yīng)（R2g/S2g = 1.00/1.49），可見(jiàn)盡管2g沒(méi)有形成一個(gè)完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)，但已初步

31、具有一定手性選擇性。3g對(duì)手性萘乙胺的選擇性最大（R3g/S3g = 1.00/4.10，），說(shuō)明隨著螺旋結(jié)構(gòu)的逐漸形成，有利于3g對(duì)手性萘乙胺的選擇性識(shí)別。4g對(duì)手性萘乙胺選擇性較3g 有所降低，說(shuō)明恰好形成一個(gè)較完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)手性萘乙胺的選擇性最好。此外，與R-萘乙胺相比較，2g-4g均較容易與S-萘乙胺作用。這個(gè)選擇性結(jié)果總體與2g-4g分別同R-/S-萘乙胺作用時(shí)反應(yīng)速率結(jié)果基本一致。實(shí)驗(yàn)條件： 在室溫25oC、氘代氯仿/氘代二甲亞砜(1/2, v/v) 混合溶劑中，1g = 2g = 3g = 4g = 5 mM, R-NEA = S-NEA = 5 mM.圖6 1g-4g與R

32、-/S-萘乙胺競(jìng)爭(zhēng)作用結(jié)果Fig.6 Plots for the competition reaction of racemic NEA with 1g (a), 2g (b), 3g (c) and 4g (d)表2 1g-4g與R-/S-萘乙胺競(jìng)爭(zhēng)作用產(chǎn)物含量Tab.2 The relative ratio of competition reaction product for 1g-4g with racemic amine 化合物R-萘乙胺S-萘乙胺1g1.001.002g1.001.493g1.004.104g1.003.903 結(jié)論以喹啉酰胺為結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)在折疊體羧基末端引入活性

33、官能團(tuán)結(jié)構(gòu)醛基合成了具有單一螺旋方向的人工螺旋折疊體1g-4g。其中1g對(duì)手性萘乙胺沒(méi)有表現(xiàn)出手性選擇性，2g對(duì)手性萘乙胺選擇性亦不明顯。隨著螺旋結(jié)構(gòu)的逐漸形成，3g與4g可對(duì)不同手性萘乙胺進(jìn)行選擇性識(shí)別，說(shuō)明螺旋結(jié)構(gòu)的形成有助于對(duì)手性分子的選擇性識(shí)別，并且恰好形成一個(gè)較完整的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)手性萘乙胺的選擇性最好。相較于R-萘乙胺，2g-4g均易與S-萘乙胺作用。說(shuō)明S-萘乙胺在與醛基作用時(shí)，其構(gòu)型與螺旋構(gòu)型恰好具有較高匹配度。本文研究結(jié)果將為模擬生命物質(zhì)螺旋結(jié)構(gòu)在手性識(shí)別方面研究提供思路。參考文獻(xiàn)1 Lord K. Baltimore lectureson on molecular dyna

34、mics and the wave theory of lightM. Johns Hopkins University, 1904.2 Seebach D, Matthews J L. -peptides: a surprise at every turnJ. Chem Comm, 1997, 2015.3 Stigers K D, Soth M J, Nowiek J S. Designed molecules that fold to mimic protein secondary structuresJ. Curr Opin Chem Biol , 1999, 3, 714.4 San

35、ford A R, Gong,B. Evolution of helical foldamersJ. Curr Org Chem, 2003, 7, 1649.5 Zhangting L. Hydrogen bonded arylamide foldamers: from conformational control to functional evolutionJ. Progress Chem, 2011, 23, 1-12.6 Hill D J, Mio M J, Moore J S, et al. A field guide to foldamersJ. Chem Rev, 2001,

36、101, 3893. 7 Nonokawa R, Yashima E. Detection and Amplification of a Small Enantiomeric Imbalance in -Amino Acids by a Helical Poly(phenylacetylene) with Crown Ether PendantsJ. J Am Chem Soc, 2003, 125 (5), 1278-1283.8 Brown R A, Diemer V, Webb S J, Clayden J. End-to-end conformational communication

37、 through a synthetic purinergic receptor by ligand-induced helicity switchingJ. Nature Chem, 2013, 5 (10), 853-860.9 Wu Z Q; Nagai K; Yashima E, et al. Enantiomer-selective and helix-sense-selective living block copolymerization of isocyanide enantiomers initiated by single-handed helical poly(pheny

38、l isocyanide)sJ. J Am Chem Soc, 2009, 131 (19), 6708-6718.10 Ghosn M W, Wolf C. Synthesis, conformational stability, and asymmetric transformation of atropisomeric 1,8-bisphenolnaphthalenesJ. J Org Chem, 2011, 76 (10), 3888-3897.11 Byrne L, Sola J, Clayden J. Screw sense alone can govern enantioselective extension of a helical peptide by kinetic resolution of a racemic amino acidJ. Chem Comm, 2015, 51 (54), 10965-10968.12 Jiang H; Leger J M; Huc I, et al. Aromatic -peptides: design, synthesis and stru