Forskere afslører gæstereaktionsdrevet bur til sammenkoblet tvillingbur, mitose-lignende værtstransformation

Styret af den inducerede pasformsmekanisme, gæsteskabelon syntese tilbyder en vigtig vej mod ellers utilgængelige komplicerede vært-gæstekomplekser. I dette tilfælde, gæstemolekyler med specifikke størrelser, former og elektrostatiske interaktioner tilføjes normalt til systemet fra begyndelsen for at drive dannelsen af ​​de nye komplementære komplekser.

Imidlertid, gæstereaktionsdrevne strukturelle konverteringer, dvs. de nye produkter, der genereres in situ fra de første tilføjede gæster, udøver den inducerede tilpasningskraft til at fremtvinge værtens strukturelle transformation, er yderst sjældne.

I en undersøgelse offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition , en forskergruppe ledet af prof. Sun Qingfu fra Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) fra det kinesiske videnskabsakademi, afslørede en gæstereaktion induceret mitose-lignende værtstransformation fra en kendt Pd ₄ L ₂ bur til en sammenføjet Pd ₆ L ₃ tvillingbur med to separate hulrum.

Forskerne valgte 1-Hydroxymethyl-2-naphthol, en kendt o-QMs forløber, som gæst i denne undersøgelse. o-Quinonmethider (o-QM'er) er kendt som en gruppe vigtige mellemprodukter i total syntese af naturlige produkter og farmaceutiske forbindelser. På grund af deres biradikale eller polariserede zwitterionketenstrukturer, o-QM'er er meget reaktive over for hetero Diels-Alder eller nukleofile tilføjelser.

Interessant nok, de observerede en gæstereaktion induceret mitose-lignende værtstransformation fra Pd ₄ L ₂ bur til en hidtil uset forenet Pd ₆ L ₃ tvillingebur.

Dannelse af en (1-Hydroxymethyl-2-naphthol) ₄ ìPd ₄ L ₂ bur vært-gæst kompleks blev angivet ved ¹ H NMR-spektre. Den teoretiske diskussion viste, at op til 7,57 M lokal koncentration af 1-Hydroxymethyl-2-naphthol i det indelukkede hulrum og udløser således dens spontane dimeriseringsreaktion for at generere 2, 2'-dihydroxy-1, 1'-dinaphthylmethan in situ. 2, 2'-dihydroxy-1, 1'-dinaphthylmethan udløste den mitotiske proces fra Pd ₄ L ₂ bur til det forbundne molekylære Pd ₆ L ₃ tvillingebur, som hovedsageligt var drevet af stærk π-π interaktion.

Derudover forskerne afslørede, at denne transformation fra Pd ₄ L ₂ bur til en sammenføjet Pd ₆ L ₃ tvillingeburet har flere unikke egenskaber, som på en bestemt måde er de samme som celle-mitosen. Processen er drevet af en intern reaktion. Moderen Pd ₄ L ₂ buret har ét hulrum og den producerede Pd ₆ L ₃ buret har to separate hulrum. Burenes bygningsenheder før og efter transformationen er de samme.

Denne undersøgelse kaster lys over naturlige fænomener som enzymdeaktivering og allosterisk proteinregulering.

Kemisk-udløste strukturelle transformationer observeres almindeligvis i biosystemer. I øvrigt, disse naturlige systemers bevægelser svarer til væsentlige biologiske funktioner. Samlede supramolekylære arkitekturer tilbyder kontrollerbar platform på molekylært niveau for at efterligne biosystemers funktion.