草酰胺键联双卟啉锌的合成及其对氨基酸酯的手性识别

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手性识别是一种重要的分子识别,是超分子化学领域中的一个重要研究方向。许多生物分子如氨基酸、多糖、多肽以及蛋白质等都是手性分子,在生命过程中发生的多种化学反应过程都与手性识别有关,因此对氨基酸类手性分子的识别在超分子化学中颇受重视。而合适的卟啉主体分子可以通过配位作用、氢键作用、空间排斥作用等与氨基酸类客体分子相结合,从而达到分子识别的目的。由于酰胺基团是一类良好的氢键作用基团,它在生物识别和传感等方面得到广泛的应用。因此本论文中,我们以邻氨基苯基取代卟啉为构建单元,设计并合成了一种具有酰胺基团的双卟啉,N,N′-二[5-(邻氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉锌]草酰胺。以这种卟啉为主体分子,我们研究了其对一系列氨基酸酯的手性识别。CD光谱研究表明当L-型氨基酸酯和双卟啉配位形成超分子化合物后,在Soret带显示正的Cotton效应,D-型氨基酸酯则在卟啉的Soret带显示负的Cotton效应。我们进一步通过紫外光谱滴定,~1H NMR滴定研究了主客体间在识别过程中的相互作用。通过DFT计算,我们得到了L-亮氨酸乙酯与N,N′-二[5-(邻氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉锌]草酰胺形成的超分子化合物的优化结构,计算的CD信号与实验相吻合,揭示了氨基酸酯与卟啉的结合方式,并从分子轨道方面解释了CD信号的产生的机理。此外,我们培养出D,L-苯丙氨酸乙酯与N,N′-二[5-(邻氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉锌]草酰胺形成的内消旋的非手性晶体,该结构进一步揭示了我们的主客体化合物中一种特殊的氢键的存在。我们的研究为深入开展新型双卟啉对手性分子的识别奠定了基础。
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