脂二肽的合成以及其超分子自組裝行為的研究.pdf

1、近十多年以來，隨著人們對超分子化學(xué)探討的深入，肽以及肽基衍生物的超分子自組裝現(xiàn)象吸引了人們大量的研究。脂肽類衍生物，即分子結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)或幾個(gè)脂(烷基)鏈組分，通?？梢栽谶m當(dāng)?shù)膒H條件下于水溶液中自發(fā)進(jìn)行組裝?？紤]到肽結(jié)構(gòu)本身就是由氨基酸構(gòu)成，而手性又是絕大部分氨基酸的自然屬性，因此探討脂肽衍生物自組裝過程中手性控制的機(jī)理就具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文所論述的工作在內(nèi)容上主要是在本課題組前期研究的基礎(chǔ)上從以下幾個(gè)方面展開:

2、r>　　一，設(shè)計(jì)合成了一系列(共24種)由不同種類氨基酸構(gòu)成并且含有芳香側(cè)基的脂二肽。研究的目標(biāo)在于探討:(1)立體化學(xué)序列的不同是否對脂二肽小分子自組裝過程中分子排列方式產(chǎn)生影響。(2)自組裝過程中芳香側(cè)基上苯環(huán)之間的π-π堆積是否會影響脂二肽自組裝體中官能團(tuán)的堆積手性或者自組裝體微觀結(jié)構(gòu)納米級別的手性。
　　二，設(shè)計(jì)合成了一組(共8種)脂纈氨酸二肽羧酸以及羧酸鈉鹽衍生物。主要研究目標(biāo)為將對脂二肽衍生物自組裝行為的研究由水體系拓

3、展到有機(jī)溶劑中，并且探討外界引入不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)物與脂二肽衍生物共組裝時(shí)所得到的組裝體納米級別的手性是否發(fā)生變化。
　　三，設(shè)計(jì)合成了一組(共6種)由丙氨酸構(gòu)成的脂三肽。主要目的在于對丙氨酸脂三肽在水溶液中自組裝行為的手性控制情況進(jìn)行初步的研究。
　　在研究方法上，利用各譜學(xué)表征手段對各脂二肽(三肽)的自組裝行為進(jìn)行探討，包括圓二色譜、溶液-膠體狀態(tài)下的傅里葉變換紅外吸收譜、氫譜核磁以及X-射線衍射等，分析脂二肽(三肽)小分子

4、官能團(tuán)的手性堆積、驅(qū)動自組裝過程的分子間弱相互作用、分子間氫鍵的形成及作用位置、不同位置上分子間氫鍵對于自組裝過程的貢獻(xiàn)程度和小分子在自組裝體系中的排列方式。
　　本文的研究結(jié)果如下，
　　一，對由不同種類氨基酸構(gòu)成的含芳香側(cè)鏈的脂二肽在水溶液中自組裝行為的研究表明:
　　(1)立體化學(xué)序列的不同會導(dǎo)致脂二肽小分子在自組裝體中分別以平行或反平行的方式進(jìn)行排列和堆積。例如對于第7組Phe-Ala脂二肽而言，由同手性和非同

5、手性氨基酸構(gòu)成的脂二肽在自組裝過程中，小分子分別進(jìn)行平行和反平行堆積。
　　(2)肽骨架上芳香側(cè)基過大的位阻會導(dǎo)致自組裝過程中芳環(huán)之間因此缺乏有效的堆積。譬如第5組基于Phe-Phg的脂二肽，因?yàn)镃-端苯甘氨酸側(cè)基苯環(huán)的空間位阻過大，該組脂二肽自組裝過程中，無論是苯丙氨酸還是苯甘氨酸側(cè)基的苯環(huán)均沒有進(jìn)行有效的π-π堆積。
　　(3)苯環(huán)間的π-π堆積會決定脂二肽自組裝體微觀結(jié)構(gòu)或者官能團(tuán)堆積的手性。第6、7兩組脂二肽肽序列中

6、的苯丙氨酸側(cè)基苯環(huán)的手性π-π堆積就分別控制了其組裝過程中官能團(tuán)的堆積手性和自組裝體納米結(jié)構(gòu)的手性。
　　二，對脂纈氨酸二肽的自組裝行為研究顯示:
　　(1)溶劑揮發(fā)可以誘導(dǎo)脂纈氨酸二肽羧酸在無水甲醇中自組裝形成大量相互糾纏的扭曲納米帶。
　　(2)當(dāng)從外界引入鄰-或間-甲基苯胺與脂纈氨酸二肽羧酸共組裝時(shí)，會導(dǎo)致脂纈氨酸二肽羧酸原本的自組裝體微觀結(jié)構(gòu)的手性發(fā)生反轉(zhuǎn)，而對-甲基苯胺的引入?yún)s沒有造成顯著的變化。這很有可能是