模拟酶转化过程的大环家族

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容器分子具有与自然界中酶和受体相媲美的独特结构特征，因而吸引了化学家们的注意。这些分子是通过协调驱动的自组装方法产生的，中国的一个研究团队已经合成了一系列人工自组装大环容器，通过诱导适应转换对阴离子反应。

配位驱动的自组装反应已经成为一种非常方便的自下而上的方法来产生功能分子组装。该方法通过简单的设计过程将配体和金属离子结合在一起，使大分子能够通过包封方式调节客体分子，从而产生了多个二维和三维结构。两种常见的机制利用了客体分子的光电性质和/或反应性。

以这种方式构建的分子通常使用柔性配体作为它们的天然对应物(如酶)，因为它允许活性位点根据客体分子的需求进行重塑，这一机制被称为诱导适应机制，因此更倾向于灵活性而不是刚性。因此，为了模拟这些自然结构，这种合成方法通常避免使用刚性配体。

这些分子的一个关键应用是作为阴离子受体。这一领域在过去的几十年里取得了巨大的进步，而且随着它变得与生物科学更加交叉，未来还将进一步扩大。欧洲杯线上买球

研究人员提出了一种人工组装系统，该系统在阴离子客体分子存在时具有自适应自组装和诱导拟合转化特性。大分子族有钯的通式_nl_{2 n}L是配体，n是3到7之间的一个数字。

大分子是利用湿化学技术形成的，由一个单一配体和正方形平面钯组成的碱分子^2＋离子。研究人员使用了许多技术来描述他们的大分子，包括扩散有序(DOSY)和质子(¹H)核磁共振光谱(Bruker- biospin AVANCE V HD 400mhz光谱仪)，质谱(Bruker Impact II UHR-TOF)和x射线衍射(XRD, BL17B大分子晶体束，SSRF)。

大环内表面的氢键与阴离子客体之间的相互作用产生了最终产物的最终形状和大小。原位阴离子自适应自组装机制可产生含3,6或7n单元的大环，而其他大环的合成后转化，包括诱导拟合转化过程，可用于含4或5 n单元的大环。

最稳定的配合物是(Mo₇O₂₄) @Pd₅l₁₀添加(t-Bu₄N)₆莫₇O₂₄产生的其他四个宏观周期。与许多其他复合物不同，它一旦形成，就不会转化为任何其他类型的宏观环。

对于这些配合物的形成，客人离子的强度和他们的模板效应被绘制，以显示哪一种形成最稳定的配合物。研究人员推断模板效应的顺序是Mo₇O₂₄^{6 -}>没有_3.^->所以₄^2－>男朋友₄^-> PF₆^-=传递^-．

稳定Pd的形成₅l₁₀配合物也被发现由NO合成_3.^-简而言之，两种最好的阴离子客人能够与Pd形成非常稳定的配合物₅l₁₀(和其他)宿主宏观循环。Pd也显示₇l₁₄对Pd_3.l₆复合体，有一个逐渐缩小的环机制在发挥作用。

许多配合物是用NO形成的_3.^-离子。研究人员认为NO_3.^-离子起到氢键锚的作用，将Pd拉在一起₂l₂部分进入综合体的框架。其他Pd_nl_{2 n}单元可以被拉到一起，尤其是那些包含6个和8个钯离子的较大单元，但这对于钯离子数量为偶数的单元来说是正确的，因为它最大限度地增加了与化学锚相连的氢键的数量。由此产生的大循环形成了一个甜甜圈形状，带有可调节的氢结合空洞。

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研究人员已经创造了一个大环类，可以模拟那些在自然界中看到的效果，并可能在未来成为催化和分子传感应用的一个非常强大的工具。

资料来源及进一步阅读

• ”阴离子结合金属-有机大环的自适应自组装和诱导拟合转变”-张涛，等。自然通讯，2017, DOI: 10.1038 / ncomms15898

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