基于天然产物骨架的有机凝胶

天然产物结构复杂,生理活性独特,常被用作先导化合物,经过结构修饰和改造,发展为具有重要药用价值的化合物,在保障人类健康方面发挥重要的作用.近年来,具有独特立体结构、多修饰位点、良好生物相容性和生物活性的天然产物作为构筑单元,已应用到基于分子自组装的有机功能材料研究领域中.介绍以天然甾体、三萜、肽、糖等为结构骨架,设计合成的功能分子在有机凝胶方面的研究现状及其潜在的应用.     

活性天然产物和结构多样性类天然产物的合成

天然产物骨架的复杂性和丰富的官能团化赋予了天然产物类化合物独有的生物学活性,因此天然产物作为药物研究的先导化合物有其无法替代的独特性质,比如紫杉醇、红霉素和利福霉素帮助科学家们理解重要的生物过程。以往化学家对天然产物独有情钟,但仅仅以合成天然产物本身为最终目的。今天,化学家们开始利用传统的合成方法来制备结构多样性的类天然产物化合物。这种利用合成手段制备的小分子化合物在生物学的基础研究和药物研究中将起到关键的作用。     

天然高分子材料水凝胶的制备及其应用进展

水凝胶是一种由高分子聚合物构成的三维网络材料,用自然界中天然存在的高聚物及其衍生物材料构建水凝胶,具有生物相容性、环境敏感性高、生物可降解性和对环境无污染等优势。本文介绍了近几年天然高分子水凝胶材料在医药卫生、食品、农业和环保等领域的应用情况;并按材料来源的不同,分类综述了蛋白质、多肽类水凝胶,海藻多糖水凝胶,动物多糖水凝胶,植物多糖水凝胶,其改性和制备复合水凝胶的最新技术、功能特性以及应用领域;最后对天然高分子水凝胶制备的改进方向和重点应用领域进行了展望。     

天然产物Kinsenoside的全合成研究

以5-(R)-[(1R，2S，5R)-孟氧基]-2(5H)-呋喃酮为关键手性合成子，完成了具有抗高血脂活性的天然产物kinsenoside的全合成研究。     

反应型凝胶剂2,4-二烷脲基甲苯衍生物及有机溶剂的室温凝胶化研究

通常制备有机分子凝胶是在高温下溶解凝胶剂,凝胶剂分子在冷却过程中进行自组装并使有机溶剂凝胶化.该方法限制了某些低沸点溶剂的凝胶化.利用甲苯二异氰酸酯与烷基胺的高反应活性,制备了3种反应型凝胶剂.这种反应型凝胶剂能以较低的浓度在室温下使某些芳香族和卤代烃溶剂形成热可逆的有机分子凝胶.场发射扫描电镜表明这种反应型凝胶剂在有机溶剂中自组装形成纤维状三维网络结构.随着烷基胺中的烷基链长度不同,形成的纤维状聚集体的形态也不同.FT-IR和1H NMR研究表明分子间氢键作用是反应型凝胶剂自组装的驱动力.通过XRD和分子模拟推测了其聚集体的结构形态.     

手性水凝胶的制备与调控及其应用

手性水凝胶是新近涌现的一个研究领域,以其独特的手性响应性,可逆的吸收膨胀性能,在手性识别、手性分离、药物控制释放和微流控器件等方面均具有广泛的应用前景.因此,手性水凝胶已经成为近些年来材料科学、化学、生物医学等领域的研究热点,如何制备手性响应性好、形成过程可控、结构规整的水凝胶,并加以开发应用成为了研究中的重点.本文概述了手性水凝胶的制备方法,自组装机理,以及目前的应用状况,并展望了其未来的发展趋势.     

环戊二烯及其衍生物在天然产物合成中的应用

报导了用环戊二烯作原料合成了(iridoids)和9-异氰(9-isocyanopupukeanane)的路线。     

天然产物Epibatidine的作用受体初探

天然产物Ｅｐｉｂａｔｉｄｉｎｅ的作用受体初探徐建平，何东，王志中，沈家骢，高连勋，宋雅茹（吉林大学化学系，理论化学研究所，长春，１３００２３）（中国科学院长春应用化学研究所）（北京师范大学化学系）关键词Ｅｐｉｂａｔｉｄｉｎｅ，尼古丁，受体，ＡＭ１１９...     

天然产物Haouamine A的全合成研究进展

回顾了Haouamine类化合物分离提取和结构鉴定,指出HaouamineA和Haouamine B区别在于茚环中的芳香环的氧化程度.Haouamine类化合物具有良好的抗肿瘤生物活性.综述了2003年至今HaouamineA全合成进展,特别总结了HaouaminA化合物的基本骨架和不对称合成研究,指出构建茚并四氢吡啶环中的二芳基季碳手性中心和高度张力的对环芳烷11元大环是合成的亮点,也是合成Haouamines类生物碱过程中难点.     

基于脲基氢键组装的功能超分子凝胶

有机小分子化合物在分子间氢键、π-π堆积、亲疏水作用、范德华力等非共价键弱相互作用力驱动下,自组装形成三维网络结构的物理凝胶称为超分子凝胶。含有脲基的凝胶因子由于其强氢键缔合能力以及与阴离子、金属离子、卤素化合物等作用的可调变多样性,成为组装超分子凝胶中特别有效的氢键组装单元。本文分别从单脲基、双脲基和多脲基的凝胶因子分类综述了基于脲基氢键组装的功能超分子凝胶的研究工作,特别是近几年来的重要进展。对一些成功例子,从分子设计及成胶操作条件控制等方面的精细调谐如何解决聚集-溶解这对主要矛盾,从而实现溶胶-凝胶的转化及其可能的应用前景进行了评述。本文展望了该领域的发展方向与趋势,指出超分子凝胶研究经过多年的快速发展,深化对其蕴含机制以及动力学过程的认识与调控以实现具有多种刺激响应、多重信号输出的多组分复合功能凝胶体系的加工制备是发展趋势与必然要求,展现出广泛的应用前景也极富挑战性。     

分子凝胶中可聚合凝胶因子的聚集态及分形结构研究

利用X射线衍射(XRD)及原子力显微镜(AFM)研究了可聚合凝胶因子4，4′—二 (α-甲基丙烯酰氧基—1，3—亚乙氧基碳基丙酰氨基)二苯甲烷(BMDM)在二苯醚凝 胶中的聚集态及分形结构。研究结果表明，凝胶纤维束是由大量细长的薄带状的单 元纤维有序堆积成的，单元纤维的宽度约为3nm，厚度为0．1—0．2nm；凝胶因子 聚集体则是一种规则的片层结构，具有自相似性和分形特征。利用分形理论中的 Sandbox法计算结果也表明分子凝胶具有分形特征，计算得分形维数D＝1．853。     

Self-Assembling Synthetic Oligopeptide-Based Gelators

Synthetic self-assembling oligopeptide gelators are an important class of compounds which form thermoreversible gels in various organic solvents as well as in aqueous medium. These gels are soft, viscoelastic materials which are envisaged for useful applications in biological and material sciences. The terminally protected self-assembling synthetic tripeptide Boc-Ala-Aib-β-Ala-OMe 1 (Aib: α-aminoisobutyric acid i.e. dimethyl glycine and β-Ala: β-Alanine) forms gels in various organic solvents, whereas its structural analog i.e. the peptide Boc-Ala-Gly-β-Ala-OMe 2 (another self-assembling synthetic tripeptide) fails to form gels under similar conditions and this issue has been addressed. The terminally protected tripeptide Boc-Ala-Val-Ala-OMe 3 has been found to form gels in different aromatic organic solvents. Several structural analogs of peptide 3 [using small structural changes either in protecting groups (at the N or C-terminal position) or in amino acid side chains] have been synthesized, characterized and studied for gelation to address the question how structural changes can regulate the gelation property. Results of the gelation studies indicate that some structural changes are useful to make new peptide gelators with some variations in gelation property and efficiency, while a few structural changes in the protecting groups are really detrimental, leading to abolition the gelation property. These gels are studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier-Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy and ¹H NMR studies.     

Recent Advances in Supramolecular Gels and Catalysis

Over the past two decades, supramolecular gels have attracted significant attention from scientists in diverse research fields and have been extensively developed. This review mainly focuses on the significant achievements in supramolecular gels and catalysis. First, by incorporating diverse catalytic sites and active organic functional groups into gelator molecules, supramolecular gels have been considered as a novel matrix for catalysis. In addition, these rationally designed supramolecular gels also provide a variety of templates to access metal nanocomposites, which may function as catalysts and exhibit high activity in diverse catalytic transformations. Finally, as a new kind of biomaterial, supramolecular gels formed in situ by self‐assembly triggered by catalytic transformations are also covered herein.     

Application of Cyclopentadiene and its Derivatives in Natural Product Synthesis

Approaches toward the synthesis of iridoids and 9-isocyanopupukeanane starting from cy-clopentadiene are discussed.     

小分子与高分子混合凝胶研究进展

凝胶作为一种半固态的软物质材料近年来得到很多关注。高分子和小分子都可以作为凝胶的胶凝剂,但是由于在形成过程中两者形成的结构交联与否对形成的凝胶影响很大,表现出了明显的不同。而小分子高分子混合凝胶能整合两者的优势,使混合凝胶兼具小分子凝胶的刺激响应性和高分子凝胶的力学性能。本文从高分子凝胶与小分子凝胶的差异化和互补性方面入手,总结了小分子和高分子的混合凝胶的研究进展。     

超分子凝胶在催化有机反应中的应用

超分子凝胶是有机小分子通过分子间非共价作用形成的使溶剂固定的三维网络结构胶体。 综述关注了近年来超分子凝胶在催化有机反应中一个新的应用方向,依据凝胶剂结构特征和催化反应的类型对迄今报道的小分子凝胶催化剂进行了深入的总结与归类,揭示凝胶催化的独特性,并对其存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

自组装分子凝胶的原位光聚合及其聚合物研究

合成了一种以二胺为基础的可聚合凝胶因子4,4’-二（α-甲基丙烯酰氧基- 1,3-亚乙氧基羰基丙酰氨基）二苯甲烷（BMDM）,利用在特定结构区域的非共价 键相互作用自组装形成有序的三维纤维网络,使有机溶剂凝胶化。并利用紫外光引 发聚合,“锁定”凝胶网络,形成稳定的有序高级结构。光聚合后,分子凝胶的稳 定时间超过1年;而光聚合前,分子凝胶的稳定时间一般只有几天到几十天。由电 镜和偏光显微镜研究的凝胶形态学表明,凝胶中存在由相互缠结的三维纤维网络构 成的球晶。DSC研究表明,未聚合的分子凝胶中球晶结构的解缔（peak 1）须克服 一个势垒,势能为ΔH = 0.8 kJ·mol~(-1),这主要是一种范德华弱相互作用。而 发生的凝胶-溶胶相转变（peak 2）,则说明了自组装纤维中BMDM分子间存在氢键 等次价键相互作用。这种次价键能即为凝胶-溶胶相转变热焓ΔH = 22.3 kJ· mol~(-1)。聚合凝胶只有体积相变而无凝胶-溶胶相转变,且聚合凝胶的体积相变 温度要比光聚合前的凝胶-溶胶相转变温度高出约为110 ～ 120 ℃。研究干聚合凝 胶在丙酮中的溶胀特性发现,其溶胀过程遵循二级溶胀动力学,影响该凝胶溶胀行 为的因素主要是交联程度。     

(R)‐12‐Hydroxystearic Acid Hydrazides as Very Efficient Gelators: Diffusion,Partial Thixotropy,and Self‐Healing in Self‐Standing Gels

The gelation properties of derivatives of N‐alkylated (R)‐12‐hydroxystearic acid hydrazide (n‐HSAH, n=0, 2, 6, 10; n is the length of an n‐alkyl chain on the terminal nitrogen atom) in a wide variety of liquids is reported. The n‐HSAH compounds were derived from a naturally occurring alkanoic acid, (R)‐12‐hydroxystearic acid (R‐12HSA), and although they differ from the analogous N‐alkyl (R)‐12‐hydroxystearamides (n‐HSAA) only by the presence of one N?H group, their behavior as gelators is very different. For example, the parent molecule (0‐HSAH) is a supergelator in ethylene glycol, in which it forms self‐standing gels that are self‐healing, partially thixotropic, moldable, and load‐bearing; gels of 0‐HSAA are not self‐standing. 0‐HSAH is structurally the simplest molecular gelator of which we are aware that is capable of forming both self‐standing and partially thixotropic gels. Also, diffusion of the cationic dye erythrosine B and the anionic dye methylene blue in 0‐HSAH/ethylene glycol gel blocks is much slower than the self‐diffusion of ethylene glycol. Polarizing optical microscopy, X‐ray diffraction, and FTIR studies revealed that the self‐assembled fibrillar networks (SAFINs) of the gels are crystalline, and that 0‐HSAH molecules may be arranged in a triclinic subcell with bilayer stacking. The SAFINs are stabilized by strong hydrogen‐bonding interactions between the hydrazide groups of adjacent molecules and a perpendicular hydrogen‐bonding network between the pendent hydroxyl groups of 0‐HSAH. The other n‐HSAH (n=2, 6, 10) molecules appear to be arranged in orthorhombic subcells with monolayers and strong hydrogen‐bonding interactions between the hydrazide group of one gelator molecule and the hydroxyl group of a neighboring one. These results show how small structural modifications of structurally simple gelator molecules can be exploited to form gels with novel properties that can lead potentially to valuable applications, such as in drug delivery.     

双组分有机低分子凝胶的研究进展

双组分有机低分子凝胶的研究已成为纳米化学新兴研究领域的热点之一, 形成双组分有机低分子凝胶的有机分子具有多种结构, 例如: 巴比妥酸衍生物、氨基酸衍生物、糖类衍生物、金属有机化合物、胆固醇类衍生物和树枝状分子等. 较系统地综述了目前已知的双组分凝胶及其所涉及的有机低分子凝胶因子的主要结构类型, 并展望了双组分有机低分子凝胶的应用前景.