客体分子末端基团驱动的七元瓜环类轮烷自组装

doi:10.7503/cjcu20170607

高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (5): 911.doi: 10.7503/cjcu20170607

客体分子末端基团驱动的七元瓜环类轮烷自组装

易君明^1,², 宋森¹, 张胜¹, 张少威¹, 田蒙奎¹, 倪新龙¹

1. 贵州大学贵州省大环化学及超分子化学重点实验室, 化学与化工学院, 贵阳 550025
2. 兴义民族师范学院化学生物系, 兴义 562400

收稿日期:2017-09-06 出版日期:2018-03-22 发布日期:2018-03-22
作者简介:
联系人简介: 倪新龙, 男, 博士, 教授, 主要从事超分子化学研究. E-mail: longni333@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21302026, 21663009)、贵州省科学技术基金(批准号: 黔科合LH字[2016]7038号, 20165656)和贵州大学“大学生创新训练计划”项目(批准号: 贵大SRT字[2015]158号)资助.

Effects of Terminal Groups of Guest on the Pseudorotaxane Assembly of Cucurbit[7]uril^†

YI Junming^1,², SONG Sen¹, ZHANG Sheng¹, ZHANG Shaowei¹, TIAN Mengkui¹, NI Xinlong^1,^*

1. Key Laboratory of Macrocyclic and Supramolecular Chemistry of Guizhou Province, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China
2. College of Biology and Chemistry, Xingyi Normal University for Nationalities, Xingyi 562400, China

Received:2017-09-06 Online:2018-03-22 Published:2018-03-22
Contact: NI Xinlong
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.201302026, 21663009), the Science and Technology Foundation of Guizhou Province, China(No.LH[2016]7038) and the “Stutent Research Training” Project of Guizhou University, China(Nos.[2015]158).

摘要/Abstract

摘要：

以1,2-二(4-吡啶基)乙烯为母体, 设计合成了系列基于烷基链末端基团分别为—COOH, —CH₂Br和—CH₃的阳离子型线性客体分子(G1~G3). 研究结果表明, 末端基团为—COOH的客体分子G1可驱动七元瓜环滑过1,2-二(4-吡啶基)乙烯形成[2]类轮烷分子梭及[3]类轮烷; 客体分子G2和G3则不能驱动七元瓜环滑过吡啶基乙烯母体部分, 但是G2的—CH₂Br基团可驱动七元瓜环靠近吡啶基乙烯基团并形成稳定的[2]类轮烷. 这一现象可归因于链状分子末端基团与瓜环端口羰基氧作用时的静电势差异.

关键词: 瓜环, 类轮烷, 分子驱动力, 主客体作用

Abstract:

Three guests bearing different terminal groups —COOH(G1), —CH₂Br(G2) and —CH₃(G3) were synthesized based on the bispyridinium ethylene-core, respectively. The experiment results suggest that Q[7] host could slip the bispyridinium ethylene-core in the assistance of the terminal moiety —COOH of G1, and [2]pseudorotaxane based molecular shuttle could be formed between G1 and Q[7], whereas the terminal moiety —CH₂Br(G2) and —CH₃(G3) could not help Q[7] host slip the bispyridinium ethylene-core. This could be attributed to the different electrostatic potential properties between the terminal groups of the guest and the carbonyl portals of Q[7].

Key words: Cucurbit[n]uril, Pseudorotaxane, Molecular driving force, Host-guest interaction

中图分类号:

TrendMD:

易君明, 宋森, 张胜, 张少威, 田蒙奎, 倪新龙. 客体分子末端基团驱动的七元瓜环类轮烷自组装. 高等学校化学学报, 2018, 39(5): 911.

YI Junming,SONG Sen,ZHANG Sheng,ZHANG Shaowei,TIAN Mengkui,NI Xinlong. Effects of Terminal Groups of Guest on the Pseudorotaxane Assembly of Cucurbit[7]uril^†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(5): 911.

图/表 8

Fig.1 1H NMR spectra of G1(a)(1.0 mmol) upon the addition of increasing concentrations[(1.0 mmol, b) and (2.0 mmol, c)] of Q[7] in D2O(pD=2.0)

Scheme 2 Possible interaction mode between G1 and Q[7]

Fig.2 1H NMR spectra of G2(a)(1.0 mmol) upon the addition of increasing concentrations[(1.0 mmol, b) and (2.0 mmol, c)] of Q[7] in D2O(pD=2.0)

Scheme 3 Possible interaction mode between G2 and Q[7]

Fig.3 1H NMR spectra of G3(a)(1.0 mmol) upon the addition of increasing concentrations[(1.0 mmol, b) and (2.0 mmol, c)] of Q[7] in D2O(pD=2.0)

Scheme 4 Possible interaction mode

Fig.4 ITC data(A—C) and thermodynamic curves(A'—C') for the complexation of G1-Q[7](A, A'), G2-Q[7](B, B') and G3-Q[7](C, C')

Table 1 Thermodynamic binding data for G1-Q[7], G2-Q[7] and G3-Q[7]

Host-guest	K_a/(L·mol^-1)	ΔG/(kJ·mol^-1)	ΔH/(kJ·mol^-1)	TΔS/(kJ·mol^-1)
G1-Q[7]	(6.317±0.03)×10⁵	-33.111±0.02	-35.45±0.02	-2.339±0.04
G2-Q[7]	(7.023±0.05)×10⁶	-39.093±0.06	-82.63±0.03	-43.537±0.03
G3-Q[7]	(2.739±0.02)×10⁷	-42.465±0.04	-64.07±0.03	-21.605±0.02

参考文献 19

[1]	Liu Y., You C.C., Zhang H. Y., Supramolecular Chemistry—Molecular Recognition and Assembly of Synthetic Receptors, Nankai University Press, Tianjin, 2003, 277—286
	(刘育, 尤长城, 张衡益. 超分子化学—合成受体的分子识别与组装, 天津: 南开大学出版社, 2003, 277—286)
[2]	Stoddart J.F., Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1802—1820
[3]	Xue M., Yang Y., Chi X., Yan X., Huang F., Chem. Rev., 2015, 115, 7398—7501
[4]	Blanco V., Leigh D.A., Vanesa M., Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 5341—5370
[5]	Li S.H., Zhang Y. M., Liu Y., Chin. Sci. Bulletin, 2016, 36, 3917—3923
	(李盛华, 张瀛溟, 刘育. 科学通报, 2016, 36, 3917—3923)
[6]	Day A., Arnold A.P., Blanch R. J., Snushall B., [J]. Org. Chem., 2001, 66, 8094—8100
[7]	Lagona J., Mukhopadhyay P., Chakrabarti S., Isaacs L., Angew. Chem. Int.Ed., 2005, 44, 4844—4870
[8]	Masson E., Ling X., Joseph R., Kyeremeh-Mensah L., Lu X., RSC Adv., 2012, 2, 1213—1247
[9]	Barrow S.J., Kasera S., Rowland M. J., Barrio J., Scherman O. A., Chem. Rev., 2015, 115, 12320—12406
[10]	Ni X.L., Xiao X., Cong H., Liang L. L., Cheng K., Cheng X. J., Ji N. N., Zhu Q. J., Xue S. F., Tao Z., Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 9480—9508
[11]	Ni X.L., Chen S., Yang Y., Tao Z., [J]. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 6177—6183
[12]	Yang Y., He P., Wang Y., Bai H., Wang S., Xu J.F., Zhang, X., Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 16239—16242
[13]	Kuang S., Hu Z., Zhang H., Zhang X., Liang F., Zhao Z., Liu S., Chem. Commun., 2018, 54, 2169—2172
[14]	Xiang J.F., Yi P. G., Yu X. Y., Chen J., Hao Y. L., Ren Z. Y., Chem. [J]. Chinese Universities, 2015, 36(4), 654—659
	(向俊峰, 易平贵, 于贤勇, 陈建, 郝艳雷, 任志勇. 高等学校化学学报, 2015, 36(4), 654—659)
[15]	Gao Z., Yang L., Bai D., Chen L., Tao Z., Xiao X., Chem. J. Chinese Universities, 2017, 38(2), 212—216
	(高中政, 杨立国, 白东, 陈丽霞, 陶朱, 肖昕. 高等学校化学学报, 2017, 38(2), 212—216)
[16]	Liu Y.L., Yang H., Wang Z. Q., Zhang X., Chem. Asian J., 2013, 8, 1626—1632
[17]	Sindelar V., Silvi S., Kaifer A.E., Chem. Commun., 2006, (20), 2185—2187
[18]	Zhu L.L., Hong Y., Wang X. J., Zhao Y. L., [J]. Org. Chem., 2012, 77, 10168—10175
[19]	Kolman V., Khan M.S., Babinsk�� M., Marek R., Sindelar V., Org. Lett., 2011, 13, 6148—6151

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[1]	蒋静,陈晓丽,黄亚励,张奇龙,徐红,杨小生. 八元瓜环与常山碱的相互作用模式[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(2): 277.
[2]	蒋静, 黄亚励, 张奇龙, 徐红, 孙晓红. 八元瓜环对氯化矢车菊素溶解性、稳定性及抗氧化性的影响[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(1): 76.
[3]	李娟, 祝林芳, 赵安婷, 雷国明, 高丽, 夏文, 汪丽. 六元瓜环修饰的花团状铜的催化活性[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(3): 422.
[4]	练小卫, 黄净净, 陶朱, 周清娣, 张前军, 卫钢. 八元瓜环与乔松素的主客体作用及对乔松素性质的影响[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(2): 226.
[5]	杨梅, 刘青, 唐青, 王成会, 杨梅香, 孙涛, 黄英, 陶朱. 水溶性超分子荧光探针对多菌灵的识别及细胞成像[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2665.
[6]	黄净净, 许志玲, 练小卫, 张晓东, 陶朱, 周清娣, 张前军, 卫钢. 八元瓜环与黄岑苷的主客体相互作用及对黄岑苷性质的影响[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(11): 2425.
[7]	李梦杰, 练小卫, 许志玲, 邢旭阳, 张建新, 李瑞, 陶朱, 张前军. 七元瓜环对2'-羟基查尔酮溶解性、稳定性及抗氧化活性的影响[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(3): 442.
[8]	高中政, 杨立国, 白东, 陈丽霞, 陶朱, 肖昕. 反式七元瓜环与N,N'-二苄基-4,4'-联吡啶氯化物的络合行为研究[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(2): 212.
[9]	向俊峰, 易平贵, 于贤勇, 陈建, 郝艳雷, 任志勇. 纳米腔限制环境下2-(2-羟苯基)苯并噻唑的质子转移[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(4): 654.
[10]	陈仕焰, 崔晓伟, 王传增, 倪新龙, 马培华, 张建新. 六元和七元瓜环与两类端邻苯二甲酰亚胺基紫精轮烷的组装及性质[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(10): 1919.
[11]	范志芳, 薛赛凤, 陶朱. 六元瓜环、对称四甲基六元瓜环与2,2'-(1,8-辛烷)-二异喹啉二溴化物的自组装模式[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(8): 1697.
[12]	易平贵, 刘金, 陈建, 于贤勇, 李筱芳, 郑柏树, 陶洪文, 郝艳雷. 光谱法研究七元瓜环作用下2-（2-羟苯基）咪唑并[1，2-a]吡啶的质子转移[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(6): 1219.
[13]	黄英, 宋桂先, 唐青, 王娟, 陶朱, 薛赛凤, 张建新. 七元瓜环对阿糖胞苷稳定性的影响[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(6): 1224.
[14]	杨波, 吴明强, 肖昕, 薛赛凤, 陶朱, 卫钢. 七元瓜环与N,N'-二甲基-苯甲基-1,10-二氨基癸烷的超分子自组装[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(11): 2442.
[15]	黄英, 王娟, 郭改英, 陶朱, 薛赛凤, 祝黔江, 周清娣. 光谱法研究硫鸟嘌呤与七元瓜环及牛血清白蛋白的超分子相互作用[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(2): 375.

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