生活中的分子

南瓜环 Cucurbituril

cucurbit[n]uril, CBn)是由 glycoluril (=C4H2N4O2=)单体与甲醛连接后得到的环状水溶性host molecular. n是glycoluril单体数,而名字来自于南瓜的学名(cucurbitaceae

 

合成法与结构的特性

glycoluril与甲醛在酸催化条件下进行缩合,得到CBn的混合物。通过改变连接数n来调整环的大小
CB6是在1905年首次被Behrend合成[1]、1981年伊利诺伊大学的Mock等人进行了结构解析,确定了其构造[2]。之后Kim等人合成了不同环大小的CB5,7,8[3]。n = 9的该化合物目前还没有能够分离提纯。

另外用ethylene urea替代 glycoluril,与甲醛进行同样的酸性条件缩合,得到的化合物好似CBn被从中间切掉一半,因此称为hemicucurbit[n]uril[4]。同时glycoluril上部N-烷基化单体作为原料合成的产物被称为Bambus[6]uril[5]。

Host-guest chemistry上的应用

环内部具有一个适合疏水性分子停留的环境。而开口部聚集了负电性的羰基基团,可以与正电性的部位相互作用。通过这样的一个特性,该化合物在host-guest化学领域被广泛研究[6-8]。

疏水性挂架的两端,可以捕获适当长度的铵。如下图所示,可以与烷基链长4~6α,ω-二胺相结合。

●=H(CH2)mNH3+, ▲=+H3N(CH2)mNH3+ 与CB6的相互作用常数的关系 (b) 大小的比较(引用自论文[7])

以上图为参考、二茂铁骨架[9]或者是金刚烷[10]上取代有两个胺基团的化合物,也可以与CB7进行强有力的相互作用。而实验表明,它们之间的相互作用耦合常数可以达到fM~aM级,是目前位置自然界中最强的亲和素 – 生物素非共价键相互作用。

药物输送系统上的应用

作为低毒性的生物相容性host分子,运用在药物输送系统上[11]。host内孔的大小与溶解性角度出发,CB7或者CB8的应用报道比较多。

 

关联文献

  1. Behrend, R.; Meyer, E.; Rusche, F. Liebig Ann. Chem. 1905, 339, 1. doi:10.1002/jlac.19053390102
  2. Freeman, W. A.; Mock, W. L.; Shih, N.-Y. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 7367. DOI: 10.1021/ja00414a070
  3. (a) Kim, J.; Jung, I.-S.; Kim, S.-Y.; Lee, E.; Kang, J.-K.; Sakamoto, S.; Yamaguchi, K.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 540. DOI: 10.1021/ja993376p (b) Lee, J. W.; Selvapalam, S. N.; Kim, H.-J.; Kim, K. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 621. DOI: 10.1021/ar020254k
  4. Miyahara, Y.; Goto, K.; Oka, M.; Inazu, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5019. DOI: 10.1002/anie.200460764
  5. Švec, J.; Nečas, M.; Šindelář, V. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2378. doi:10.1002/anie.201000420
  6. Review: Lagona, J.; Mukhopadhyay, P.; Chakrabarti, S.; Isaacs, L. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4844. DOI: 10.1002/anie.200460675
  7. Rewiew: Assaf, K. I.; Nau, W. M. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 394. DOI: 10.1039/C4CS00273C
  8. Review: Barrow, S. J.; Kasera, S.; Rowland, M. J.; del Barrio, J.; Scherman, O. A. Chem. Rev. 2015, 115, 12320. DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00341
  9. (a) Jeon, W. S.; Moon,K.; Park,, S. Y.; Chun, H.; Ko, Y. H.; Lee, J. Y.; Lee, E. S.: Samal, S.; Selvapalam, N.; Rekharsky, M. V.; Sindelar, V.; Sobransingh, D.; Inoue, Y.; Kaifer, A. E.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12984. DOI: 10.1021/ja052912c (b) Rekharsky, M. V.; Mori, T.; Yang, C.; Ko, Y. H.; Selvapalam, N.; Kim, H.; Sobransingh, D.: Kaifer, A. E.; Liu, S.; Isaacs, L.; Chen, W.; Moghaddam, S.; Gilson, M. K.; Kim, K.; Inoue, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 20737. doi:10.1073/pnas.0706407105
  10. Cao, L.; Šekutor, M.; Zavalij, P. Y.; Mlinarić-Majerski, K.; Glaser, R.; Isaacs, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 988. DOI: 10.1002/anie.201309635
  11. Review: Yin, H.; Wang, R. Isr. J. Chem. 2017, DOI: 10.1002/ijch.201700092

关联书籍(日本亚马逊)

Supramolecular Chemistry

Supramolecular Chemistry

  • 著者Jonathan W. Steed,Jerry L. Atwood
  • 参考価格¥ 8,554
    価格¥ 8,460(2017/11/10 11:08時点)
  • 出版日2009/02/09
  • 商品ランキング91,205位
  • ペーパーバック1002ページ
  • ISBN-100470512342
  • ISBN-139780470512340
  • 出版社Wiley

カスタマーレビューを見る

Supramolecular Chemistry: From Biological Inspiration to Biomedical Applications

Supramolecular Chemistry: From Biological Inspiration to Biomedical Applications

  • 著者Peter J. Cragg
  • 参考価格¥ 18,725
    価格¥ 3,095(2017/11/10 16:29時点)
  • 出版日2010/09/06
  • 商品ランキング1,146,821位
  • ハードカバー260ページ
  • ISBN-109048125812
  • ISBN-139789048125814
  • 出版社Springer

カスタマーレビューを見る

Comprehensive Supramolecular Chemistry: 11-Volume Set

Comprehensive Supramolecular Chemistry: 11-Volume Set

  • 著者Jerry L. Atwood,Multiple Contributors
  • 参考価格¥ 878,306
    価格¥ 170,223(2017/11/10 16:29時点)
  • 出版日1996/07/01
  • ハードカバー11ページ
  • ISBN-100080406106
  • ISBN-139780080406107
  • 出版社Pergamon

カスタマーレビューを見る

关联链接

本文版权属于 Chem-Station化学空间, 欢迎点击按钮分享,未经许可,谢绝转载!

 

Related post

  1. 生活中的分子—石斛碱 Dendrobine
  2. 杜鹃醇(rhododenol)
  3. 生活中的分子——左氧氟沙星(Levofloxacin)
  4. 非甾体抗炎药——吲哚美辛(Indometacin)
  5. 硅蛋白 silaffin
  6. 名贵香料麝香的成分——麝香酮
  7. 大豆异黄酮
  8. 生活中的分子——布洛芬(Ibuprofen)

Comment

  1. No comments yet.

  1. No trackbacks yet.

You must be logged in to post a comment.

Pick UP!

微信

QQ

广告专区

PAGE TOP