Schematisk illustration av gästreaktionsinducerad mitosliknande värdtransformation från Pd 4 L 2 bur till en sammanfogad Pd 6 L 3 tvillingbur. Kredit:Prof. SUNs grupp
Styrd av den inducerade passformsmekanismen, gästmallssyntes erbjuder en viktig väg mot annars otillgängliga komplicerade värd-gästkomplex. I detta fall, gästmolekyler med specifika storlekar, former och elektrostatiska interaktioner läggs vanligtvis till systemet från början för att driva bildandet av de nya komplementära komplexen.
Dock, gästreaktionsdrivna strukturella omvandlingar, dvs. de nya produkterna som genereras in situ från de första tilllagda gästerna utövar den inducerade passformen för att tvinga fram den strukturella transformationen av värden, är extremt sällsynta.
I en studie publicerad i Angewandte Chemie International Edition , en forskargrupp ledd av prof. Sun Qingfu från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) vid den kinesiska vetenskapsakademin, avslöjade en gästreaktion inducerad mitosliknande värdtransformation från en känd Pd 4 L 2 bur till en sammanfogad Pd 6 L 3 tvillingbur med två separata hålrum.
Forskarna valde 1-hydroximetyl-2-naftol, en känd o-QMs-prekursor, som gäst i denna studie. o-kinonmetider (o-QM) är kända som en grupp viktiga intermediärer i total syntes av naturprodukter och farmaceutiska föreningar. På grund av deras biradikala eller polariserade zwitterjonketenstrukturer, o-QM är mycket reaktiva mot hetero Diels-Alder eller nukleofila tillägg.
Intressant, de observerade en gästreaktion inducerad mitosliknande värdtransformation från Pd 4 L 2 bur till en aldrig tidigare skådad sammanfogad Pd 6 L 3 tvillingbur.
Bildning av en (1-hydroximetyl-2-naftol) 4 ìPd 4 L 2 bur värd-gästkomplex indikerades av 1 H NMR-spektra. Den teoretiska diskussionen visade att upp till 7,57 M lokal koncentration av 1-hydroximetyl-2-naftol i den slutna kaviteten och utlöser därmed dess spontana dimeriseringsreaktion för att generera 2, 2'-dihydroxi-1, 1'-dinaftylmetan in situ. 2, 2'-dihydroxi-1, 1'-dinaftylmetan utlöste den mitotiska processen från Pd 4 L 2 bur till den sammanfogade molekylära Pd 6 L 3 tvillingbur, som främst drevs av stark π-π-interaktion.
Dessutom, forskarna visade att denna omvandling från Pd 4 L 2 bur till en sammanfogad Pd 6 L 3 tvillingburen har flera unika egenskaper som är desamma på ett speciellt sätt som cellmitosen. Processen drivs av en intern reaktion. Modern Pd 4 L 2 buren har en hålighet och den producerade Pd 6 L 3 buren har två separata håligheter. Burarnas byggnadsenheter före och efter omvandlingen är desamma.
Denna studie belyser naturfenomen som enzymdeaktivering och allosterisk proteinreglering.
Kemiskt utlösta strukturella transformationer observeras vanligtvis i biosystem. Dessutom, rörelserna i dessa naturliga system motsvarar väsentliga biologiska funktioner. Sammansatta supramolekylära arkitekturer erbjuder kontrollerbar plattform på molekylär nivå för att efterlikna biosystemens funktion.
