南開大學(xué)劉育教授課題組:環(huán)糊精衍生物誘導(dǎo)的光控催化活性和手性單糖識別
環(huán)糊精是一類由D-吡喃葡萄糖單元首尾相連形成的大環(huán)化合物,自從被發(fā)現(xiàn)以來就受到科研工作者的關(guān)注,因此環(huán)糊精及其衍生物被廣泛的應(yīng)用在許多領(lǐng)域。環(huán)糊精衍生物所具備的疏水性內(nèi)腔能夠選擇性地鍵合各種有機(jī)、無機(jī)以及生物分子形成超分子組裝體,有趣的是,其空腔的獨(dú)特手性微環(huán)境,能夠有效地對手性分子進(jìn)行識別。另外,環(huán)糊精易于合成、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、便于修飾等諸多的特點(diǎn),使得環(huán)糊精應(yīng)用于催化領(lǐng)域有著潛在的優(yōu)勢。
在前期工作的積累下,南開大學(xué)劉育教授課題組進(jìn)一步拓展了環(huán)糊精超分子組裝體在催化領(lǐng)域地應(yīng)用。以多聚陽離子環(huán)糊精衍生物以及納米金材料通過超分子組裝策略構(gòu)筑了一種新型的超分子催化劑(AuNP@6-Iz-α-CD),光致異構(gòu)體(偶氮苯修飾苯丙氨酸二肽Azo-FF)客體分子的引入可以實(shí)現(xiàn)對體系催化活性的可逆光刺激響應(yīng)調(diào)控;手性對映異構(gòu)體(D-, L-單糖)作為底物客體分子,能夠誘導(dǎo)手性識別催化過程并成功實(shí)現(xiàn)對手性單糖的比色識別。
通過靜電相互作用環(huán)糊精衍生物緊密負(fù)載于納米金表面,成功構(gòu)筑了超分子催化劑。納米金表面的環(huán)糊精賦予了超分子催化劑對于底物分子識別和選擇的能力,光致異構(gòu)體Azo-FF偶氮苯部分處于反式構(gòu)型時(shí),能夠與環(huán)糊精空腔鍵合,并且苯丙氨酸二肽部分的進(jìn)一步組裝過程導(dǎo)致了催化體系的活性處于休眠狀態(tài)。得益于Azo-FF對于紫外光的靈敏響應(yīng)以及高異構(gòu)化效率,在紫外光的刺激下,空腔當(dāng)中的偶氮苯部分快速轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖綐?gòu)型,脫離空腔從而喚醒催化體系活性。通過交替切換光照的波長,可以實(shí)時(shí)地對催化體系的活性進(jìn)行調(diào)控。