手性单Schiff碱大环对青霉胺对映体识别研究

大量手性药物分子均具有D-和L-对映异构体, 呈镜像结构的对映体通常表现出截然不同的生理学反应. 青霉胺(Pen)是从青霉素中获取的一种常见的手性药物, 研究者为了实现这两种对映异构体严格区辨和分析一直在不断付出努力. 基于含有NH功能基的手性席夫碱大环化合物具有合成条件温和、结构收敛的优点, 本工作报道了含NH功能基的手性单Schiff碱大环对映异构体的合成(C_R和C_S)及其对小分子青霉胺对映体(D-Pen和L-Pen)的键合作用及对映体识别选择性. 通过X射线单晶衍射技术解析了单Schiff碱大环对映异构体的晶体结构, 结果表明这两个大环对映体均具有扭曲的非平面构型, 环状骨架中与环己基手性碳相连的亚胺(NH)质子均指向环腔内侧. 采用紫外可见光吸收光谱(UV-Vis)和核磁共振氢谱(¹H NMR)滴定技术对手性大环与青霉胺对映体之间相互作用行为进行考察, 表明手性大环与青霉胺不同对映体键合比均为1∶1, 键合常数接近10⁷ L•mol^-1, 电喷雾电离质谱法(ESI-MS)表征观察到大环与青霉胺按1∶1键合的缔合物[C-Pen+H]⁺的分子离子峰. ¹H NMR滴定表明手性大环与青霉胺对映体之间的缔合源于大环结构中不对称NH功能基与青霉胺对映体之间形成分子间氢键作用. 通过手性大环与青霉胺对映异构体之间的键合常数比较, 表明大环C_R对L-Pen具有更高的选择性键合能力, 而C_S则对D-Pen表现出更高的选择性键合能力, 选择性键合常数比均接近2倍. 进一步通过圆二色光谱(CD)滴定考察, 阐释了手性大环与青霉胺对映体选择性键合作用能力与两者之间对映体结构的手性匹配性质密切相关, 主体大环对与其手性相匹配青霉胺对映体表现出较高的键合作用能力, 而与手性不相匹配的青霉胺对映体键合作用则相对较弱.