【摘要】：糖類是生命體的主要能量來源,在代謝過程中起著至關(guān)重要的作用。葡萄糖是常見的手性己糖,其代謝水平直接影響人體健康狀況,如糖尿病、低血糖癥等均是人體內(nèi)血糖濃度過高或過低所致。因此研究葡萄糖的檢測刻不容緩。由于單糖具有手性中心,存在多種對映異構(gòu)體,致使單糖的選擇性識別存在較大難度。幸運(yùn)的是,硼酸可與順式-1,2-或1,3-二醇通過可逆共價相互作用形成五元或六元環(huán)狀硼酸酯,并且糖類羥基的取向和空間位置決定其結(jié)合能力,據(jù)此可識別結(jié)構(gòu)相似的糖類,因而應(yīng)用于手性識別糖的硼酸傳感分子備受關(guān)注。本論文基于實驗室前期研究工作,可知硼酸醋與葡萄糖的作用同硼酸一致,于是依據(jù)天然L-脯氨酸特殊的手性及剛性折疊結(jié)構(gòu),在其氨基和羥基兩端分別修飾兩個硼酸酯結(jié)合位點(diǎn),設(shè)計合成了一系列以L-脯氨酸為手性骨架的硼酸酯傳感分子,并成功應(yīng)用于葡萄糖的手性選擇性識別。論文共分為四章,包括如下內(nèi)容:第一章:首先介紹糖類識別的研究進(jìn)展,其次對手性的重要性及手性識別作出簡介,最后概述基于硼酸(酯)的手性傳感分子應(yīng)用于糖類的選擇性識別�；诖瞬⒔Y(jié)合課題組前期研究工作,提出本論文的實驗設(shè)想。第二章:詳細(xì)描述了本論文設(shè)計的基于L-脯氨酸的含氟雙苯硼酸酯分子及芐基雙硼酸酯分子的合成方法與結(jié)構(gòu)表征。第三章:基于L-脯氨酸的含氟雙苯硼酸酯化合物與葡萄糖相互作用的核磁共振氟譜和光譜研究,結(jié)果表明該體系中L-脯氨酸的含氟雙硼酸分子對L-葡萄糖具有理想的手性選擇性。氟原子的引入既可利用其簡單的核磁共振氟譜作為研究手段,又由于其具有強(qiáng)拉電子效應(yīng),使得CD光譜產(chǎn)生較長波長處的特征峰,有利于主客體作用的考察。Job-P1ot實驗以及結(jié)合物的質(zhì)譜結(jié)果均表明此類雙硼酸分子與L-葡萄糖的兩對鄰二醇以1:1的結(jié)合模式可逆共價作用,形成剛性的穩(wěn)定環(huán)狀結(jié)合物,亦由此產(chǎn)生顯著的CD信號變化與規(guī)整有序的核磁共振氟譜譜峰。然而,此類傳感分子與D-葡萄糖結(jié)合位點(diǎn)的空間取向不匹配,無法結(jié)合形成穩(wěn)定的環(huán)狀物,對傳感分子的手性影響較小,與L-葡萄糖的光譜及核磁共振氟譜表現(xiàn)出明顯的差異,體現(xiàn)了該體系對L-/D-葡萄糖具有特異的手性選擇性。第四章:上一章的研究工作盡管實現(xiàn)了以天然氨基酸L-脯氨酸為手性骨架的傳感分子對葡萄糖的手性識別,但卻對L構(gòu)型的葡萄糖選擇性更強(qiáng)。為實現(xiàn)對天然D-葡萄糖的選擇性結(jié)合,嘗試引入亞甲基削弱脯氨酸的剛性結(jié)構(gòu),設(shè)計了基于L-脯氨酸的芐基雙硼酸酯分子,并考察其與單糖作用的光譜及核磁共振氟譜情況。實驗結(jié)果顯示該系列芐基硼酸衍生物中,L-1對D-葡萄糖的手性選擇效果最佳,與前一章的含氟苯硼酸酯傳感分子對葡萄糖的識別表現(xiàn)出相反的手性選擇性。且L-1與L-葡萄糖和其它單糖的結(jié)合能力較弱,光譜和核磁共振氟譜變化均不明顯,表明L-1對D-葡萄糖的手性識別具有專一性。此外,還考察了苯環(huán)上硼酸的取代位置的影響。實驗結(jié)果表明,硼酸的取代位置對葡萄糖的手性選擇性影響較小。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212;R446.1

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本文編號：2626907