近日，我院張愛(ài)清教授團(tuán)隊(duì)與藥學(xué)院雷新響教授團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種多溶劑相容液晶介質(zhì)用于有機(jī)分子的殘留偶極耦合測(cè)量，相關(guān)研究成果以 “Measurement of Residual Dipolar Couplings of Organic Molecules in Multiple Solvent Systems using a Liquid Crystalline based Medium” 為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202007243) 雜志上。秦四勇老師為本論文第一作者和通訊作者，雷新響教授為本論文的共同通訊作者。
有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的鑒定，特別是涉及立體化學(xué)的解析一直是分子科學(xué)和藥物化學(xué)的核心任務(wù)之一。核磁共振波譜（NMR）在有機(jī)分子結(jié)構(gòu)分析與鑒定方面表現(xiàn)出舉足輕重的作用。其中，殘留偶極耦合（residual dipolar coupling，RDC）反映原子間的距離及其與外磁場(chǎng)之間的角度關(guān)系，可構(gòu)建分子的三維結(jié)構(gòu)，在分子構(gòu)型及優(yōu)勢(shì)構(gòu)象等方面的解析中具有廣泛應(yīng)用。然而，有效獲取分析底物的RDC，需使分子的運(yùn)動(dòng)受限或誘導(dǎo)其產(chǎn)生各向異性，從而產(chǎn)生“殘留偶極耦合”。同時(shí)，偶極耦合作用不宜過(guò)強(qiáng)，方可獲得線(xiàn)寬較窄的圖譜，從而獲取準(zhǔn)確的RDC值。因此，構(gòu)建結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)便實(shí)用的定向程度可控的介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)RDC的精確測(cè)定具有重要意義。
目前，用于RDC提取的定向介質(zhì)主要有聚合物凝膠、高分子液晶等?；诰酆衔镏苽涞亩ㄏ蚪橘|(zhì)，制備過(guò)程一般較為繁瑣，時(shí)間長(zhǎng)，需專(zhuān)業(yè)操作，離實(shí)驗(yàn)室常規(guī)應(yīng)用仍存在挑戰(zhàn)。該研究工作設(shè)計(jì)了一種新型兩親性小分子肽，自組裝構(gòu)建多溶劑相容的液晶介質(zhì)，可簡(jiǎn)單、快速的用于有機(jī)分子殘留偶極耦合的準(zhǔn)確測(cè)量。通過(guò)固相有機(jī)合成技術(shù)，合成制備了兩親性小分子肽C15H31-CONH-VVVVKKK-CONH2 (OPA)，在三種溶劑（二甲亞砜、甲醇、水）中均能自組裝快速形成溶致液晶介質(zhì)。進(jìn)一步選擇具有不同生物活性和溶解性差異的7種有機(jī)分子（赤霉素、雷公藤甲素、山道年、石杉?jí)A甲、冬凌草甲素、雌酮和脯氨酸）作為模型，考查了小分子肽自組裝液晶對(duì)其定向性能，7種分子都獲得了準(zhǔn)確的RDCs值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小分子肽自組裝液晶具有以下優(yōu)點(diǎn)：1可用于溶解性能不同的有機(jī)分子RDC的測(cè)定，顯著擴(kuò)大了被測(cè)分子的范圍；2）小分子肽液晶作為定向介質(zhì)背景微弱，有效避免了普通介質(zhì)背景峰對(duì)RDC分析的干擾；3）形成液晶的方式簡(jiǎn)單、快速，不需要超聲等外界條件誘導(dǎo)；4）液晶對(duì)溫度、超聲等穩(wěn)定，同時(shí)在數(shù)周內(nèi)保持均質(zhì)性，方便于隨時(shí)取用；5）肽的純度對(duì)有序介質(zhì)的形成影響不大，可直接用粗肽制備相關(guān)液晶用于有機(jī)分子的檢測(cè)，其制備簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。為有機(jī)分子及天然產(chǎn)物的殘留偶極耦合測(cè)定提供了新方案，具有廣闊的應(yīng)用前景。
