分子组装体中的手性非线性放大现象

正信息如何在分子间传递是一类重要科学问题.手性非线性放大现象(又名士兵长与士兵效应,the sergeants-and-soldiers effect)是手性信息在分子间传递并放大的现象,由少数手性分子(士兵长)"指挥"大量非手性分子(士兵)形成具较强手性信号的组装体.这种特殊的手性传递效应被广泛应用于不对称催化、手性药物拆分、分子组装等领域,并与手性起源密切关     

表面增强的手性分子光谱研究进展

手性普遍存在于自然界中,分子的手性直接决定了其物理和化学性质.分子手性的有效探测和表征对制药、化工、生物工程等领域的发展至关重要.现有的手性探测手段普遍具有信号小、抗噪声能力弱的缺点.如何实现快速敏感的分子手性探测是一个重要的问题.表面增强的光谱探测技术可以利用合理设计的微纳结构实现强的局域电磁场,进而增强分子与光的手性相互作用,从而有效提高手性分子检测灵敏度.近些年,人们在这方面进行了很多研究,在圆二色谱(CD谱)、振动圆二色谱(VCD谱)以及拉曼光活性谱(ROA谱)增强方面取得了一系列研究成果.本文主要从金属和介电微纳结构两方面介绍了表面增强的CD谱、VCD谱、ROA谱探测技术.金属微纳结构可以产生局域等离激元共振,在其微纳结构附近诱导出超手征场,从而增强手性分子与金属微纳结构表面近场的相互作用,提高分子手性检测的灵敏度.而介电材料不仅支持电多极共振,同时还支持磁多极共振,使得其结构表面可以产生符号均匀的超手征场,十分有利于分子手性的探测.此外,介电结构在进行手性检测时产生的热量更小,在手性增强方面有非常重要的应用.表面增强的光谱探测技术在分子手性信号增强方面的优越表现,有望实现手性分子的超敏检测,从而解决现有手性检测方面的难题.     

二聚炔雌醇分子钳对氨基酸的对映选择性识别

利用人工受体与适当底物间的分子识别 ,以建立仿生模型的研究已成为生物有机化学前沿富有挑战性的领域之一 [1 ] .生物分子多数是手性分子 ,因而手性识别在生命过程中极其重要[2 ] .近年来对氨基酸的手性识别引起了广泛的兴趣 .多种大环受体 (如冠醚、环糊精、环番等 )对氨基酸的手性识别有较多的报道 ,然而甾体类大环和甾体分子钳受体对氨基酸的手性识别报道却很少 .我们曾报道了二聚雌二醇分子钳 ( 1 ,2 ,3,4)对氨基酸具有对映选择性识别性能[3,4] .这里报道由炔雌醇构筑的分子钳 ( 5 ,6 ,7,8)对氨基酸的手性识别 ,并与雌二醇分子钳的识别…     

限域BN纳米管中苯丙氨酸分子的手性转变机理

基于密度泛函理论中的B3LYP方法, 在6-31+G(d,p)基组水平上理论研究限域BN纳米管中苯丙氨酸（Phe）分子手性对映体的转变过程. 通过寻找反应过程中各过渡态和中间体的极值点基本结构, 绘制BN纳米管限域条件下Phe分子手性转变路径上各反应势能面. 结果表明： 在BN纳米管限域条件下, S-Phe@BNNT分子手性1C原子上的12H原子以羧基上的9O原子为桥梁, 转移至手性1C原子的另一侧, 实现了从S-Phe@BNNT到R-Phe@BNNT[KG*8]分子手性对映体的转变.     

限域BN纳米管中苯丙氨酸分子的手性转变机理

基于密度泛函理论中的B3LYP方法, 在6-31+G(d,p)基组水平上理论研究限域BN纳米管中苯丙氨酸（Phe）分子手性对映体的转变过程. 通过寻找反应过程中各过渡态和中间体的极值点基本结构, 绘制BN纳米管限域条件下Phe分子手性转变路径上各反应势能面. 结果表明： 在BN纳米管限域条件下, S-Phe@BNNT分子手性1C原子上的12H原子以羧基上的9O原子为桥梁, 转移至手性1C原子的另一侧, 实现了从S-Phe@BNNT到R-Phe@BNNT[KG*8]分子手性对映体的转变.     

手性分子研究的过去、现在与未来——2001年诺贝尔化学奖深远意义剖析

通过回顾手性分子研究的过去、结合2001年诺贝尔化学奖介绍了手性分子研究的现状,分析展望了手性分子研究的未来广阔前景.     

手性分子与NMR谱

目的 研究手性分子与核磁共振(NMR)谱图之间的关系,为手性化合物研究提供参考.方法 通过举例分析,阐述手性分子与NMR谱图之间的关系.如毗邻一个手性中心的亚甲基中的2个质子化学位移并非等价,-CH2-基团实际上是-CHaHb-结构.此方法可以用来确定ee%(对映体过量)值.结果 给出了应用手性衍生试剂、手性溶剂化试剂和手性位移试剂来确定ee%值的方法;此外,对手性螺环化合物的1H NMR谱图也进行了讨论.结论 对于手性分子与NMR谱图之间关系的研究,可为通过NMR谱图表征手性分子提供参考.     

双水复合条件下天冬酰胺分子的手性转变机制

基于密度泛函理论B3LYP,在6-311+G(2df)基组水平上研究双水复合条件下的天冬酰胺分子手性转变过程.寻找天冬酰胺分子手性反应过程中各过渡态与中间体的极值点结构,绘制双水复合条件下完整的天冬酰胺分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:双水复合条件下S型天冬酰胺分子手性C原子上的H原子以羧基上的O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型天冬酰胺分子的手性转变;双水复合条件下该路径有4个中间体和5个过渡态,最大的反应能垒为317.948 1kJ/mol,来源于第4个过渡态TS2-R-Asn2H2O-1.     

非限域单体天冬酰胺分子的手性转变机制

基于密度泛函理论B3LYP,在6-311+G(2df)基组水平上研究非限域单体天冬酰胺(Asn)分子手性转变第二反应通道过程,寻找反应过程中各极值点结构,绘制完整的Asn分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型Asn分子手性C原子上的4H原子以羧基上的10O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型Asn分子的手性转变;该路径有2个中间体和3个过渡态,最大的反应能垒为313.222 1kJ/mol.     

水环境下α-丙氨酸分子手性的转变机制

基于密度泛函理论考察水环境下α-丙氨酸分子手性转变机制,通过寻找水环境下α-丙氨酸手性转变过程过渡态及中间体等极值点的结构,绘制水环境下α-丙氨酸分子手性碳上氢原子转移及形成中间体异构过程的反应势能面.结果表明:与孤立条件的手性转变过程相比,以单个和两个水分子为桥梁的氢原子从手性碳向羰基氧转移过程的能垒从325.5kJ/mol分别降为200.6,173.0kJ/mol;氢原子从羰基氧再迁移到手性碳另一侧的能垒从229.2kJ/mol分别降为105.3,73.5kJ/mol.这是由于水分子在α-丙氨酸分子对映体手性转变过程中具有催化作用,即生命体内存在微量右旋丙氨酸的机制是水参与了左旋丙氨酸手性转变过程,降低了反应能垒所致.