具有强电子受体连接的桥联环糊精的合成及其分子选择键合行为研究

A series of bis-cyclodextrins will de designed and synthesized from cyclodextrins containing 6, 7, or 8 D-glucose units and strong electron acceptors including fullerene, perylene bisimide, pyromellitimide, naphthalene diimide, anthraquinone，viologen, etc. Their conformation, binding geometry, binding mode, binding ability, molecular selectivity and thermodynamic origin upon inclusion complexation with numerous medicinal and biological molecules possessing electron donors will be investigated by means of spectrophotometric and microcalorimetric experiments. These studies will explore the controlling factors of the molecular multiple recognition, especially how the cooperative contributions of dual cyclodextrin cavities in bis-cyclodextrins and the strong electron accptor bridges, from the topological and thermodynamic viewpoint. Furthermore, the structure-function relationship for the selective binding will be examined so as to control the molecular recognition and to improve the functions of medicinal and biological molecules through the cooperative binding of dual cyclodextrin cavities and the donor-acceptor interactions.

从含有6-8个葡萄糖单元的环糊精和富勒烯、二萘嵌苯、苯二酰亚胺、萘二酰亚胺、蒽醌、紫精等强电子受体出发，设计和合成一系列强电子受体连接的桥联环糊精。选择一系列具有给电子能力的药物和生物分子，如大环内酯类药物、b-内酰胺类药物、喹诺酮类药物、磺胺类药物、卟啉类药物、肽及蛋白质等作为客体分子,通过光谱和量热滴定手段研究桥联环糊精在固相和溶液中的结构，以及它们选择键合客体分子的键合模式、键合能力和分子选择性，探索桥联环糊精选择键合的热力学起源。通过这些研究，将从拓扑学和热力学的角度阐明桥联环糊精分子键合行为的控制因素，特别是桥联环糊精双重空腔和强电子受体桥链的协同效应对分子多重识别行为的影响，揭示该类桥联环糊精结构与性能的依赖关系，以便达到控制超分子体系分子识别的目的，并力图利用环糊精双重疏水空腔和给体-受体相互作用的协同贡献达到改善药物和生物分子理化性质及其生物功能的目的。

从环糊精和强电子受体出发，设计和合成一系列强电子受体修饰的环糊精衍生物。选择一系列具有给电子能力的有机和生物分子作为客体分子, 通过光谱和量热滴定手段研究环糊精衍生物在固相和溶液中的结构，以及它们选择键合客体分子的键合模式、键合能力和分子选择性，探索环糊精衍生物选择键合和分子组装的热力学起源。通过这些研究，从拓扑学和热力学的角度阐明了环糊精分子键合和组装行为的控制因素，揭示了该类环糊精衍生物结构与性能的依赖关系。项目共发表SCI论文24篇，申请专利8项，授权4项。