螺旋二級結(jié)構(gòu)是形成生物高級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，研究螺旋二級結(jié)構(gòu)之間的識(shí)別與組裝是超分子化學(xué)領(lǐng)域的重要課題。當(dāng)前，控制螺旋二級結(jié)構(gòu)之間的相互作用構(gòu)筑具有明確結(jié)構(gòu)的超分子依然面臨著巨大挑戰(zhàn)，這制約了超分子化學(xué)家嘗試構(gòu)建仿生高級結(jié)構(gòu)的進(jìn)程。 迄今，螺旋二級結(jié)構(gòu)之間的各種相互作用模式已被報(bào)道，例如線性組裝體（i）、螺旋束（ii）、二聚化螺旋（iii）、雙螺旋（iv）以及二聚化螺旋棒（v），這些相互作用模式將為更復(fù)雜的高級結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供重要信息。
近日，吉林大學(xué)董澤元教授課題組在研究螺旋二級結(jié)構(gòu)相互作用中發(fā)現(xiàn)左手螺旋（M）能夠特異性地識(shí)別右手螺旋（P），形成結(jié)構(gòu)明確的異手性螺旋二聚超分子【上圖（v）】，展現(xiàn)了分子之間的“異性相吸”特點(diǎn)。更有趣的是，異手性螺旋二聚超分子的形成涌現(xiàn)出獨(dú)特的超分子手性。作者通過非共價(jià)和共價(jià)體系研究證實(shí)了超分子手性是由超分子結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的，因而報(bào)道了一類從精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)到新穎性質(zhì)的超分子體系。 作者設(shè)計(jì)合成了系列螺旋分子，并通過單晶X射線衍射證實(shí)異手性螺旋二聚超分子的堆積模式?？梢钥吹?，左手螺旋M-F2a與右手螺旋P-F2a在芳香基團(tuán)π堆積的驅(qū)動(dòng)下沿著螺旋軸向組裝，且位于F2a結(jié)構(gòu)兩端空阻基團(tuán)打斷了螺旋軸向的π堆積，使得兩個(gè)異手性螺旋分子能夠以穩(wěn)定、離散的二聚超分子形式存在，其二聚化結(jié)合常數(shù)達(dá)到3.1×106 M-1。 隨后，作者引入手性基元（S/R-2-(4-苯基-噁唑-2-基)苯胺）合成了一系列光學(xué)純螺旋折疊體（F3、F4、F5以及F6），研究了螺旋二級結(jié)構(gòu)間的手性傳遞與競爭關(guān)系。結(jié)果表明，異手性螺旋二聚超分子中存在一種未被發(fā)現(xiàn)的超分子手性，并通過共價(jià)體系的設(shè)計(jì)驗(yàn)證了上述發(fā)現(xiàn)。 綜上，董澤元教授課題組報(bào)道了一種螺旋二級結(jié)構(gòu)之間相互作用新模式，發(fā)現(xiàn)左手螺旋（M）能夠特異性地識(shí)別右手螺旋（P），實(shí)現(xiàn)了分子水平的“異性相吸”，并最終形成穩(wěn)定、離散的異手性螺旋二聚超分子，并涌現(xiàn)出由超分子結(jié)構(gòu)本身帶來的新手性。 論文信息 Heterochiral π-Stacking Dimerization of Helical Secondary Structures with Emerging Supramolecular Chirality Wencan Li, Yiqi Shao, Zhaocheng Xu, Yunpeng Ge, Zhenzhu Wang, Prof. Hua Jiang, Prof. Zeyuan Dong Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202414317
