膦配体功能化的手性超分子自组装体在不对称催化中的应用研究

Functionalization of supramolecular self-assemblies is one of the most important research filed of supramolecular chemistry, and chiral supramolecular assemblies applied to asymmetric catalysis has attracting more and more attentions in recent years. But the related literatures in this field are some kind of less, and some problems still exist, like the types of reaction is rare and the enantioselectivity is not satisfactory. This project will design and syntheses phosphine ligand functionalized amphiphiles, which will self-assembly into chiral supramolecular structure, like chiral twist and chiral nanotube, in the presence of transition metal ions. Metal center will be used as catalytic site, and chiral supramolecular assemblies will provide chiral environment for asymmetric catalysis. In this process, chiral information can be transferred from supramolecular chirality to molecular chirality. On one hand, the supramolecular self-assembly catalyst designed in this project have some features like easy preparation, good stability, high uniform structure and stimuli responsive, which can be able to provide new ideas for developing supramolecular catalyst; on the other hand, this study will be of high academic interest for scientist to simulate the process of enzyme catalysis, and deepen the understanding of life sciences, help people understand the mechanism of chiral amplification and transfer in nature.

超分子自组装体系的功能化是超分子化学最重要的研究方向之一，其中手性超分子自组装体系在不对称催化中的应用是近年来引起科学家广泛关注的前沿领域。但是目前相关的文献报道还较少，且存在着反应类型有限，对映选择性还不理想等问题。本项目拟设计有机膦配体功能化的两亲分子，在合适的条件下，通过非共价相互作用自组装成手性螺旋、手性纳米管等超分子结构，与过渡金属配位后，在金属中心周围形成不对称催化所需要的手性微环境，从而实现高效的不对称催化反应，建立新型的手性催化体系，实现手性信息从超分子手性到分子手性的传递。本项目一方面可以利用超分子作用的可逆、易调控等特征，发展新型催化体系，为不对称催化提供新的研究手段和思路；另一方面也有利于人们认识酶催化过程中的诸多协同效应和限域效应，了解自然界手性的放大和传递，加深对生命科学的理解。

围绕手性超分子自组装体系的功能化这一前沿科学问题，通过设计一系列新型的氨基酸手性两亲分子，采用多种组装技术制备了形态多样的手性超分子聚集结构，比如手性螺旋，手性纳米管等，并进一步研究了其在手性催化和手性发光功能材料领域的应用。在手性超分子组装体的手性传递方面，本项目通过设计手性两亲分子和非手性功能分子的二元组装体系，系统研究了手性传递的基本规律，为超分子体系手性功能开发提供了实验基础；在手性超分子组装体的手性功能研究方面，在制备金属配合物催化剂的过程中，我们发现金属离子与手性两亲分子的配位可以显著影响组装体的组装路径，进一步实现了超分子手性和圆偏振发光的高效调控，从而为精确调控手性超分子催化奠定了基础。相关工作得到了国际同行的较高评价。最近3年，在国内外期刊上共计发表SCI论文5篇，在国际知名期刊上发表了重要创新性成果，如在Angew. Chem. Int. Ed.上发表论文2篇。同时积极参与国内外的重要会议并做学术报告，促进了学术交流与合作。