《DNA-特異性配體雜合手性催化劑的設計及催化性能研究》是依託北京化工大學，由喬仁忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：DNA-特異性配體雜合手性催化劑的設計及催化性能研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：喬仁忠
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
實現高效高立體選擇性的綠色催化過程是設計和發展新型不對稱催化劑長期追求的核心目標。將傳統過渡金屬催化劑與生物大分子相雜合，利用其天然手性結構的優勢進行不對稱催化成為了近幾年的研究熱點。本項目利用對核酸具有特異識別能雅槳櫻鍵力的聚醯胺和肽核酸共價連線到配體分子中，構建基於DNA骨架的新型雜合催化配體。旨在增強催化配體與核酸雜合過程的特異性，減少雜合多樣性，建立相同手性催化微環境，通過對Diels-Alder反應，Michael加成等一系列不對稱反應的催化過程評價，獲得高轉化率高立體選擇性的DNA雜合催化劑。同時，通過電泳，圓二色譜，HPLC，Maldi-Tof等檢測方法，跟蹤雜合及催化過程中配體與核酸的相互作用，明確配體能與核酸發生雜合組裝或斷裂損傷的必要條件及內在聯繫勸簽坑。勸店擔系統評價雜合模式和結構對催化效果的影響和構效關係，揭示催化機制，為進一步深入研究基於生物大分子的雜合不對稱催化劑奠定基礎。
結題摘要
實現高效高立體選擇性的綠色催化過程是設計和發展新型不對稱催化劑長期追求的核心目標。將傳統過渡金屬催化劑與生物大分子相雜合，利用其天然手性結構的優勢進行不對稱催化成為了近幾年的研究熱點。本項目將能與DNA小溝的富AT區特異性結合的聚醯胺共價連線到聯吡啶配體分子中，構建了基於DNA骨架的新型雜合催院姜采化配體polyamide-dmbpy，旨在增強催化配體與核酸雜合過程的特異性，減少雜合多樣性，建立相同的手性催化微環境。項目通過Diels-Alder反應，Friedel-Crafts等一系列不對稱反應評價雜合催化劑的催化性能，揭示DNA中不同的序列對反應的影響。實驗結果表明，polyamide-dmbpy催化反應獲得的ee值相比於dmbpy較低且立體選擇性有翻轉的趨勢。我們通過圓二色譜、紫外主請頸等檢測方法，進一步跟蹤雜合及催化過程中配體與核酸的相互作用，明確配體能與核酸發生雜合組裝或斷裂損傷的必要條件及內在聯繫。結果表明，polyamide-dmbpy與DNA的結合模式並不一定相鞏櫃同，對於富含GC的序列，polyamide-dmbpy可能是聚醯胺部分插入到DNA分子中，而對於富含AT的序列則更可能是polyamide-dmbpy的戀習頸戰聯吡啶部分插入到了DNA分子中。之後我們設計合成了以鹼基類似物為基礎的水凝膠，並以此為分子支架構建雜合催化劑，催化結果表明，該類型的雜合催化劑可以實現不對稱催化，甚至在沒有dmbpy作為配體分子的情況下，這極大豐富和發展了雜合催化劑支架分子的種類，為後續雜合催化劑的最佳化設計提供了借鑑。最後我們通過乙醇誘導實現了B-DNA向A-DNA的轉化，並比較了兩種不同構型的DNA的催化性能。結果表明B-DNA的催化性能要明顯好於A-DNA，這可能是A-DNA的溝渠環境趨於一致，小溝更加寬闊，不利於手性的傳遞。該項目對催化反應微環境進行了一系列探討，為進一步深入研究基於大分子的雜合不對稱催化劑奠定了基礎。
