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江云宝教授课题组在拟肽大环高效构建方面取得重要进展
发布时间:永乐高030net入口年04月24日 来源:化学化工永乐高030net入口

江云宝教授课题组在拟肽大环高效构建方面取得重要进展,相关研究成果“One-pot cyclization to large peptidomimetic macrocycles by in situ generated β-turn-enforced folding”作为封面文章发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.DOI: 10.1021/jacs.2c11684.)。

大环一直是超分子化学领域最热门的研究方向之一,然而简单高效构筑大环极具挑战性,由于环化反应中的熵成本,当前的环化策略主要面临产率低、副产物多和纯化过程繁琐等诸多问题。鉴于此,江云宝教授课题组基于其开发的N-酰胺基硫脲之β-转角结构,利用其产生的自折叠效应,发展了一种一锅法高效制备拟肽-大环的新策略。研究表明该反应条件简单、温和,只需简单过滤,即可高效获得2+2大环产物(分离产率为45%-63%)。

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通过X-射线单晶衍射发现该系列大环分子均含有四个β-转角结构,而且可以形成罕见的拟肽-大环氢键有机框架结构(PM-HOFs)。在探究该系列大环分子的主客体性质时,课题组发现其中丙氨酸取代的大环分子能选择性地和SO42-离子以1:2的化学计量比结合形成稳定的阴离子复合物,同时大环的结构整体发生了翻转,形成了类似于“船”型的结构,系罕见的SO42-阴离子诱导大环产生的变构效应。基于此,课题组采用液液萃取法(LLE)考察了其从水溶液中分离SO42-离子的能力,结果发现该大环分子对SO42-离子的萃取效率可达90%以上,并且具有良好的抗干扰能力,有望作为一种潜在的受体从废水中提取SO42-离子。

值得一提的是,该工作是实验室耕耘20多年后的一个新发展。从N-酰胺基硫脲的特别增强的阴离子结合能力,到酰基氨基酸酰胺基硫脲的β-转角结构(Chem. Commun.2013,49, 8943-8945),藉此构建蛋白基分子信标(Chem. Commun.2017,53,13137-13140)、构筑单/双股螺旋链(J. Am. Chem. Soc.2017,139, 6605-6610.Nat. Commun.2019,10, 3610)、基于三维同手性延展的手性自拆分(Angew. Chem. Int. Ed.2022,61,e202205914)到今天的超大环合成。本研究即基于β-转角结构将两端拉近的原理,模拟传统的大环合成模板策略。

该研究工作是在江云宝教授指导下,主要由博士生苟飞完成;博士生石迪,硕士生寇博涵(现为南京大学博士研究生)参与了部分实验工作。实验室严小胜博士(现为厦门大学药永乐高030net入口副教授)、吴欣博士(现为厦门大学药永乐高030net入口教授)和黎朝副教授给予了重要的帮助;该研究中,魏赞斌老师帮助完成单晶测试,冯柳宾老师指导完成核磁测试,已经毕业的2018级博士研究生徐寒(现就职于昆明医科大学)在晶体解析上给予协助。研究得到了国家自然科学基金(21820102006、91856118、22101240)、中央高校基本科研业务费(20720220005、20720220121)和Australian Research Council(DE220101000)等项目的资助。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11684

(化学化工永乐高030net入口)

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