酰基氨基酸酰胺基硫脲——手性螺旋构筑新基元

发布日期:2025-11-07     浏览次数:次   

近日,海洋之神8590cn官网江云宝教授课题组应邀在Acc. Chem. Res.期刊发表题为N-Acylaminoacid amidothiourea: A versatile chiral helical building block的综述论文,该文叙述了课题组多年来关于酰胺基硫脲、酰基氨基酸酰胺基硫脲类新分子和超分子构建结构基元的形成和演化历程,并展望了未来发展方向。

                                  

硫脲作为阴离子结合受体和有机催化剂,一般期望其NH质子酸性高,通常采取引入拉电子取代基的途径实现。课题组创新地提出引入推电子酰胺基基团 (RC(O)NH),因此引入了扭曲的NN连接键,硫脲与酰胺基间几无电子耦合,酰胺键也仅呈偶极特性。阴离子与硫脲结合后,分子构型发生变化,阴离子-硫脲结合模块呈平面型结构,酰胺键中的电子给体由氨基强化为氨基硫脲-阴离子,诱导分子内电荷转移、并因此于硫脲结构处形成正电荷而正反馈其与阴离子的结合,展现出正变构效应,显著增强阴离子结合常数 (提高1-3个数量级)

进一步地,引入氨基酸作为手性羧酸,衍生得到二甲基氨基酸酰胺基硫脲和乙酰基氨基酸酰胺基硫脲,于后者分子骨架中观察到十元环氢键支撑β-转角,构成手性、螺旋结构基元,其中两个末端基团靠近,类似于传统核酸分子信标的结构和大环分子合成中模板作用诱导的结构,据此构建了短肽基分子信标和拟肽超大环的转角模板合成方法;转角结构两端修饰以分子间作用基团,可借分子间氢键/卤键等作用形成单股和双股超分子螺旋,发现螺旋性延展促进同手性链的形成、并且于双股螺旋体系中观察到线性CD-ee相关,后者意味着手性对映体间的自拆分。将丙氨酸和苯丙氨酸按此结构模式修饰成乙酰基氨基酸酰胺基硫脲式螺旋结构,得以形成多维同手性螺旋,成功实现了它们的手性自拆分。研究结果充分展示了酰基氨基酸酰胺基硫脲手性螺旋结构基元的多重功能,在手性传感、拆分、手性光电/磁性材料、不对称有机催化等领域具有广阔应用前景。

该论文在江云宝教授的指导下完成,王茜工程师为第一作者2021级博士生刘思奕参与撰写工作。姜涛教授、吴欣教授、江柳荫副教授为论文修改提供了大力支持。相关研究工作得到国家自然科学基金(92356308, 22241503, 21820102006, 91856118, 21435003, 21521004)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5c00490


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