南方科技大学蒋伟课题组再次在顶级化学期刊JACS上发表最新研究成果

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　　近日，南方科技大学化学系副教授蒋伟课题组报道了一种手性环氧化合物的高通量光谱检测方法，实现了手性环氧化合物绝对构型和ee值的同时检测，解决了传统检测方法耗时费力、成本高昂等问题，扩宽了手性光谱检测的应用范围。该研究成果在线发表在化学类顶级期刊JACS上(Impact Factor = 13.858)。

　　大部分生物分子是手性的。不同构型的手性化合物通常具有不同的生理活性。一种异构体是能够治病的药物，而其对映异构体则可能是毒药。合成化学家通过不对成催化合成单一手性化合物，避免了手性拆分的麻烦，降低了成本，并减小了环境污染。这对于手性药物的合成具有非常重要的意义。Sharpless，Noyori，和Knowles因为在这方面的开创性研究而获得了2001年诺贝尔化学奖。不对称催化的效率通常受溶剂、温度、催化剂、浓度、压力等多种因素的影响，需要通过很多次筛选优化才能获得最佳的反应条件。自动化的催化筛选平台大大地促进了条件的优化。对映体过量百分比(ee)的测量是评价不对称催化效率的关键指标。传统的手性色谱检测方法测一个ee值大约需要20分钟，而且会产生大量的有机废液，成本较高，不适用于高通量筛选。这大大限制了自动化催化筛选平台的效率。近年来，光谱手性检测方法采用紫外吸收、荧光、或圆二色等光谱手段，可以实现ee值的高通量快速检测，具有成本低、废物少等优点，能够与催化筛选平台相匹配，加速催化条件的优化。已知的光谱手性检测方法通常采用金属配位键、动态共价键等可逆键将手性化合物与探针分子结合起来，实现手性传递和手性检测。因此这类方法要求手性分析物含有活性反应官能团，底物的范围局限于含有氨基、醛基、羧基或羟基的手性化合物。扩展所能检测的底物范围是目前光谱手性检测领域的重大挑战之一。

　　手性环氧是一类重要的中间体分子，能够转化成多种手性官能团。然而，文献中还没有针对环氧的光谱手性检测方法。蒋伟课题组利用独立发展的“内修饰分子管”(Chem. Commun. 2015, 51, 15490; Chem. Commun. 2016, 52, 9078; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14550)，通过氢键和疏水效应在水中实现了对手性环氧的识别。核磁滴定、荧光滴定与等温量热滴定等实验结果都证实“内修饰分子管”在水中与环氧分子之间存在较强的键合。同时，X-射线单晶衍射、核磁滴定等实验结果证实了氢键的存在。手性环氧通过氢键将手性信号传递给了非手性但有紫外吸收的“内修饰分子管”，诱导产生了紫外圆二色(CD)信号。通过CD信号的强度和正负性，可以实现绝对构型的归属和ee值的测量。该方法具有环境友好(溶剂是水，“内修饰分子管”能够回收)、响应速度快(30 ms)、可以实现实时监测、适用于高通量检测等优点。该方法首次实现了只含环氧的手性化合物的光谱检测，并被成功应用于真实的不对称环氧化反应，获得了与手性色谱方法相类似的结果，在不对称环氧化的前期条件筛选研究中具有广阔的应用前景。

　　本论文第一作者是南方科技大学博士后王力立，南方科技大学化学系大四本科生刘威尔参与本论文的研究。该研究得到了国家自然科学基金、中组部“青年千人计划”、南科大科研启动基金等经费的大力支持。

　　蒋伟课题组的研究主要集中在仿生分子识别及其在传感、材料、机器、催化、分离等方面的应用。该课题组自成立以来，以南科大为通讯单位共发表论文20篇，其中包括1篇Chem. Soc. Rev.、 2篇JACS和2篇Chem. Sci.。4篇论文分别被Chem. Sci.和Chem. Commun.选为封面，3篇论文被英国皇家化学会Chemical Science Blog和美国化学会ACS Cutting-Edge Chemistry作为亮点介绍。(南方科技大学)

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