南開大學劉育教授課題組:環糊精衍生物誘導的光控催化活性和手性單糖識別
環糊精是一類由D-吡喃葡萄糖單元首尾相連形成的大環化合物,自從被發現以來就受到科研工作者的關注,因此環糊精及其衍生物被廣泛的應用在許多領域。環糊精衍生物所具備的疏水性內腔能夠選擇性地鍵合各種有機、無機以及生物分子形成超分子組裝體,有趣的是,其空腔的獨特手性微環境,能夠有效地對手性分子進行識別。另外,環糊精易于合成、結構穩定、便于修飾等諸多的特點,使得環糊精應用于催化領域有著潛在的優勢。
在前期工作的積累下,南開大學劉育教授課題組進一步拓展了環糊精超分子組裝體在催化領域地應用。以多聚陽離子環糊精衍生物以及納米金材料通過超分子組裝策略構筑了一種新型的超分子催化劑(AuNP@6-Iz-α-CD),光致異構體(偶氮苯修飾苯丙氨酸二肽Azo-FF)客體分子的引入可以實現對體系催化活性的可逆光刺激響應調控;手性對映異構體(D-, L-單糖)作為底物客體分子,能夠誘導手性識別催化過程并成功實現對手性單糖的比色識別。
通過靜電相互作用環糊精衍生物緊密負載于納米金表面,成功構筑了超分子催化劑。納米金表面的環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,光致異構體Azo-FF偶氮苯部分處于反式構型時,能夠與環糊精空腔鍵合,并且苯丙氨酸二肽部分的進一步組裝過程導致了催化體系的活性處于休眠狀態。得益于Azo-FF對于紫外光的靈敏響應以及高異構化效率,在紫外光的刺激下,空腔當中的偶氮苯部分快速轉變為順式構型,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,可以實時地對催化體系的活性進行調控。