金属离子调制变构智能芳香螺旋结构的设计合成及其应用研究

发布时间：2024-03-09 16:59

　　螺旋结构是生命体系中最基本的结构单元之一,它承载着生命活动中许多独一无二的功能,比如DNA双螺旋结构能够巧妙地实现遗传信息的储存与传递,蛋白质中的α螺旋与细胞膜内外物质的选择性传输、酶催化以及抗体的特异性识别等均有着密切的关联。为了模拟天然螺旋的结构及功能,科学家们开始利用有机合成的方法,创造出了许多人造螺旋结构,并且开发了其许多新的应用。其中,芳香螺旋具有结构稳定、折叠构象可预测等特点,在最近二十年得到了快速的发展。同时,芳香螺旋结构特有的伸缩、折叠-解折叠、单双螺旋互变等潜在动态特征使得它在智能材料领域具有广阔的应用前景。此外,芳香螺旋结构固有的手性和特殊的空腔,允许科学家通过合理的设计,赋予其特有的空腔尺寸和微环境,进而开发诸如离子通道、特异性识别、可控封装与释放、手性分离等潜在的应用。基于日趋成熟的设计理念和多样化的结构片段与弱作用力,目前已经有许多类别的芳香螺旋结构被设计合成出来。但是,由于芳香螺旋过于刚性的结构带来的反应活性低,溶解性差等限制,使得芳香螺旋结构的功能化设计与合成仍面临巨大的挑战。尤其值得注意的是,目前已报道的芳香螺旋结构,大多紧密堆积导致内部空腔过小且不可调...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
英文缩写
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 芳香螺旋结构
        1.2.1 以苯环为骨架构筑的螺旋结构
        1.2.2 以含氮杂环为骨架构筑的螺旋结构
        1.2.3 芳香环与含氮杂环直接键连构筑的螺旋结构
    1.3 智能芳香螺旋结构的动态调控
        1.3.1 光照刺激响应的芳香螺旋结构
        1.3.2 金属离子调控的芳香螺旋结构
        1.3.3 pH刺激响应的芳香螺旋结构
        1.3.4 温度刺激响应的芳香螺旋结构
    1.4 芳香螺旋结构的应用
        1.4.1 对映体分离
        1.4.2 客体分子识别
        1.4.3 水分子通道和离子通道
    1.5 立论依据
第二章 可金属离子调控单双螺旋构象互变的智能芳香螺旋结构的设计合成
    2.1 螺旋结构的设计
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 目标分子的合成与表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 目标分子的结构确定
        2.3.2 目标分子单螺旋构象分析
        2.3.3 目标分子与CU(I)配位后的双螺旋构象分析
        2.3.4 单双螺旋互变行为分析
    2.4 本章小结
第三章 利用自组装一维中空螺旋管构建可逆原位门控离子通道
    3.1 序言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 AFM、SEM和TEM测试
        3.2.4 GUVs和 LUVs的制备
        3.2.5 离子跨膜运输实验
        3.2.6 单通道电流实验
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 化合物1一维自组装结构分析
        3.3.2 自组装一维中空螺旋管嵌膜能力分析
        3.3.3 包裹有HPTS的 LUVs分析
        3.3.4 一维中空螺旋管作为离子通道门控行为的研究
    3.4 本章小结
第四章 可金属离子调控局部构象解折叠的智能螺旋胶囊的设计合成
    4.1 序言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 合成路线
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 目标分子在固相中的螺旋构象分析
        4.3.2 目标分子在溶液相中的螺旋构象分析
        4.3.3 金属离子调控螺旋胶囊构象分析
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表论文情况
致谢



本文编号：3923654