基于核苷酸配合物的多级手性的研究进展

手性是自然界中普遍存在的一种特殊对称性.生物体展示了跨多尺度的手性信息与传递的功能.研究多级手性的传递、诱导与放大是涉及化学、生物、物理、材料等多个学科的基本科学问题.从分子手性到宏观手性可在不同的长度与尺度下分为四个层级:构型(分子)手性(一级)、构象手性(二级)、相手性(三级)、宏观手性(四级).基于核苷酸配位超分子组装体的X射线单晶结构研究并结合固(晶)态圆二色谱分析方法是研究多级手性问题的有效途径.深刻认识与理解多尺度的手性组装、手性诱导与手性传递不仅有助于我们认识生物体的结构与功能的关系,而且还为合理设计与合成手性功能材料与人工分子机器提供理论基础.本文基于本课题组在核苷酸手性配位超分子组装体方面的研究成果,阐述了一种有效研究构象手性与相手性的方法,即X射线单晶衍射技术与固态圆二色光谱相关联的手性研究方法.首次将有机化学中的轴手性拓展至一维配位聚合物中而创新地提出“拓展轴手性”的概念.在精确晶体结构数据分析的基础上,揭示了金属配位键、氢键、π-π堆积作用等在手性诱导、手性组装和手性传递等方面的作用.同时,对未来手性研究提出了展望.