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記者從廈門大學獲悉，該校江云寶教授課題組在手性自發(fā)拆分研究方向取得新進展，提出構(gòu)筑二維或三維超分子螺旋結(jié)構(gòu)促進手性自發(fā)拆分結(jié)晶新思路。相關研究成果近日以“螺旋構(gòu)筑基元籍形成二維同手性螺旋而自發(fā)拆分”為題發(fā)表于《德國應用化學》，國家自然科學基金委也報道了這一研究成果。

手性是一種不對稱性現(xiàn)象，也是自然界的基本屬性之一，例如人們的左右手，看起來一樣，但卻不能重合。大自然中，小到基本粒子、原子核，大到人體結(jié)構(gòu)、天體運動，無處不存在手性的身影。兩個分子化學式一模一樣，只是空間結(jié)構(gòu)有差異的手性分子，其效用卻存在巨大差異，例如，在一些生物制藥過程中，發(fā)揮療效的只是其中一種手性分子，而另一種則完全無效甚至作用相反。拆分總是成對出現(xiàn)的手性分子因而意義重大，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，一直以來都是科研攻關熱點。

廈門大學江云寶教授團隊提出了一種全新設計，即將手性物種制成螺旋狀構(gòu)筑基元，使其能在二維或三維方向形成同手性超分子螺旋，以實現(xiàn)三維同手性延伸，從而驅(qū)動手性自發(fā)拆分結(jié)晶。

圖片說明：將手性物種制成螺旋狀構(gòu)筑基元的設計思路(廈門大學江云寶教授課題組供圖)

該研究中，研究人員將乙酰丙氨酸模型分子衍生為乙酰丙氨酰胺基硫脲，后者因含有β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)而呈折疊構(gòu)象，繼而在苯基硫脲芳香環(huán)上引入鹵素原子，最終合成的折疊物種既能通過轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分子間氫鍵相互作用，又具有分子間鹵鍵作用的可能。實驗表明，修飾以鹵素原子碘、溴、氯的折疊短肽衍生物分子間具有強的鹵鍵作用，可同時形成氫鍵和鹵鍵超分子螺旋，構(gòu)成二維正交螺旋，驅(qū)動結(jié)晶過程中的三維同手性延伸，實現(xiàn)外消旋體手性自發(fā)拆分結(jié)晶。該項研究為理性構(gòu)筑手性自發(fā)拆分結(jié)晶體系提供了新思路。

近年來，江云寶教授課題組在折疊短肽基超分子螺旋的構(gòu)筑研究中取得系列進展，發(fā)現(xiàn)超分子螺旋形成中呈現(xiàn)同手性特征，其原理與藝術體操中彩帶的螺旋狀延續(xù)類似，因此提出構(gòu)筑二維或三維超分子螺旋以驅(qū)動三維同手性延伸、促進手性自發(fā)拆分結(jié)晶的研究設想。“手性自發(fā)拆分有助于理解自然同手性起源，也為手性物質(zhì)的分離和純化提供重要途徑，但如何理性設計手性自發(fā)拆分結(jié)晶體系仍然極具挑戰(zhàn)。”江云寶教授表示，此次研究成果進一步證實了這一設想的可行性，且有望應用于手性純藥物的制備，為生命健康的國家重大需求服務。

關鍵詞： 分子螺旋 手性分子 廈門大學 藝術體操 研究成果