四川大学杨成课题组Angew: 具有阈值和“先到先得”效应的超分子手性传递系统的构建

在超分子组装平衡体系中，改变某一组分浓度会引起组装平衡的移动。由于分子间非共价作用为弱相互作用，拥有较低的活化能，平衡通常会随着组分浓度的改变逐渐移动，而不是在组分浓度的积累到一定阈值时才触发平衡改变。因此，在生化系统中广为人知的阈剂量效应很少在人工超分子系统中被观察到。同样是低活化能的原因，自组装体系中的高能量状态会通过动态交换和重新组装快速转变为最稳定的低能量状态，难以将高能量组装结构维持住。

近日，四川大学的杨成教授团队，以柱[5]芳烃衍生化的苝二酰亚胺组装体为研究对象，以氨基酸衍生物为手性诱导客体，通过主客体作用，构建了中心-平面-螺旋手性的多级手性放大体系，并观察到了阈值效应和罕见的“先到先得”效应，在重组装过程中通过热动力学效应维持住了较高能量聚集体。该氨基酸诱导的重组装过程实现的多级手性放大，使得苝二酰亚胺吸收带的圆二色gabs高达3.67×10-2。动力学实验表明Agghel-Cn手性信号产生符合协同组装机制，即超过阈值浓度Agg-Cn逐渐发生解离-再聚集过程，形成有螺旋手性的Agghel-Cn。“先到先得”效应表明相反构象的氨基酸交换速率慢于解离-再聚集过程，使得先加入的氨基酸的诱导构型得到维持。该工作构建了一种基于主客体作用的多级手性放大系统，多种超分子过程的热力学和动力学耦合产生的独特的阈值和 "先到先得 "效应为具有新颖和复杂功能的超分子组装体系打开了一扇新窗口。

该研究成果以 ““First Come, First Served” and Threshold Effects in a Central-to-planar-to-helical Hierarchical Chiral Induction”为题发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。四川大学为唯一单位，化学学院杨成教授为该论文通讯作者，四川大学博士研究生赵挺为论文第一作者。感谢国家自然基金、国家重点研究与发展计划项目、四川省科技厅项目的经费支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302232