第五類手性的發現與合成：3D多面手性是什麼手性？

2023-04-01 02:23:14

眾所周知，手性是生物大分子如核酸、蛋白質、碳水化合物等的重要特徵。，所以可以說地球上生命的起源始於手性。手性在化學、材料和藥物合成領域發揮著重要作用。因此，手性的研究越來越活躍和廣泛。

(pixabi)

到目前為止，科學界已經發現了四種主要的手性類型:中心手性、軸向手性、螺旋手性和雙平面手性其中，前三種手性存在於自然界，雙平面手性是在實驗室人工合成的，其中以美國加州理工學院化學家傅的手性二茂鐵為代表。

最近，在《國家科學評論》(NSR)發表的一篇文章中，美國德克薩斯理工大學和南京大學的李貴根教授的實驗室與中國海洋大學的江濤教授合作，提出並不對稱合成了第五類手性:具有C2對稱和偽C2對稱的三維多層三維手性

在C2對稱三維多面手性產物的發現和合成中起著重要作用，這是由諾貝爾獎獲得者科裡建立的逆合成子理論，也是由諾貝爾獎獲得者鈴木和他的同事宮村發明的鈴木-宮村碳-碳鍵交叉偶聯反應在多層偽C2對稱3D多功能性的組裝過程中(圖1)，由麻省理工學院的布赫瓦爾德和加州大學伯克利分校的哈特威格發明的碳氮鍵的交叉耦合反應也非常重要

圖1。多層3D手性C2和贗2

X射線結構分析的不對稱比較證明，在這種多層3D手性產物中存在幾乎平行的三層結構:頂層、中間層和底層其中頂層和底層的自由化學鍵的旋轉相互限制，從而形成不同於雙平面手性或軸向手性的第五種類型的手性

本工作合成的三維多面手性產物具有宏觀手性，無需藉助顯微鏡設備，肉眼即可直接觀察到。如下圖2所示，當含有這些樣品的溶液暴露於空氣中並緩慢蒸發幾天時，將在玻璃容器中形成逆時針螺旋環圖案這些螺旋環圖案在365納米紫外光照射下呈綠色當含有3D多面手性產物的氯仿溶液在核磁共振管中緩慢蒸發數周時，將形成右手螺旋圖案在365納米紫外光照射下，許多3D產品溶液顯示出各種顏色的螢光。