师徒联手!他,厦大「国家杰青」,新发Nature子刊!

学术   2024-11-01 07:17   广东  

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由手性催化剂控制的对映选择性合成已被广泛开发,但是没有任何手性助剂或手性催化剂的对映选择性合成很罕见,特别是当涉及远程立体中心时。
2024年10月28日,厦门大学江云宝教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为Heterochiral coupling to bilateral β-turn structured azapeptides bearing two remote chiral centers》的研究论文,严小胜博士为论文第一作者,江云宝教授为论文通讯作者

江云宝,厦门大学教授、国家杰青。1990年获厦门大学理学博士学位(导师:陈国珍教授)后留校任教。1994年至1995年受国家教委资助在德国马普生物物理化学研究所高访;1996年至1997年在香港大学支志明院士实验室从事大学博士后研究;1997年至1998年获德国洪堡基金,在马克斯普朗克生物物理化学研究所开展合作研究。
江云宝教授的研究工作侧重于超分子光化学体系的建立、光物理性质研究及其在荧光传感、分子识别、信号放大、自组装研究中的应用等。
本研究报道了外消旋酰肼与非手性1, 4-双(异硫氰)苯的一锅反应中异手性偶联的对映选择性,优先产生异手性双边氮杂肽而不是同手性氮杂肽。
尽管具有允许分子内手性转移的两个氢键β-转角结构,但双边氮杂肽产物具有被14个原子或15个键分开的两个手性中心,这阻止了两个手性中心之间的直接分子内不对称通讯。
异手性氮杂肽的特征是同手性β-转角之间存在分子间氢键堆积,从而在晶体中形成交替的M-和P-螺旋的超结构。
相比之下,同手性氮杂肽对应物采用β-片状结构,这与异手性氮杂肽的螺旋状超结构相比是不太有利的,这是一锅反应中有利的异手性偶联的原因。
这项研究证明了通过仿生上层结构的形成涉及遥远的手性中心的对映选择性合成,为对映选择性的调节开辟了新的可能性。
图1:对映选择性双向耦合器的设计
图2:反应速率常数
图3:β-转角结构
图4:L, D-AcFTU2和L, L-AcFTU2的超分子结构
图5:双联酰腙的反应
图6:基于N-酰基氨基酸的酰肼的手性放大
综上,本论文研究了在没有手性助剂或催化剂的情况下,通过模拟生物超结构实现远距离手性中心的对映选择性合成,特别是通过异手性偶联反应合成具有双β-转角结构的氮肽。
该研究发现了新的异手性偶联反应,该反应倾向于生成异手性氮肽而非同手性氮肽,这一发现不仅为理解生物体中的同手性现象提供了新的视角,而且对于开发新的手性放大机制和手性分子的合成策略具有重要意义,有望在药物合成和材料科学等领域得到应用。
Yan, X., Cao, J., Luo, H. et al. Heterochiral coupling to bilateral β-turn structured azapeptides bearing two remote chiral centers. Nat. Commun. 15, 9271 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53744-x.
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