含松香树脂酸天然手性骨架的柱芳烃的合成及性能研究

The study of chiral recognition performance of chiral compounds is of great significance in the field of asymmetric synthesis, enantioseparation and separation of chiral drugs, etc. In this research project, the supramolecular chirality of pillar[n]arene was designed by the chiral induction principle via the host-guest or self-assemble interaction. On the other hand, considering the structural advantages of both pillar[n]arene and rosin acid, a series of novel chiral rosin acid-based pillar[n]arene derivatives were designed and synthesized by integrating natural chiral moiety of rosin acid with huge optical rotation into the skeleton of pillar[n]arene. In order to investigate the chiral recognition performance and set up the action model or the methodology of chiral recognition of these novel chiral derivatives, the absolute configuration and the enantiomeric purity of amino acids (or other chiral guest molecules ) will be tested and the structure-chirality relationship of the synthesized compounds will be studied. The propose of these studies is to develop novel chiral recognition agents with excellent recognition properties and low produce costs, provide a theoretical basis for synthesis of chiral recognition reagents, enrich the type of chiral reagents, promote the further study for pillar[n]arenes in host-guest chemistry and open a new pathway for the modification and high-value utilization of rosin acid which is a natural and preponderant resource of Guangxi.

开展手性化合物的手性识别性能研究，在不对称合成、对映体分离和手性药物拆分等领域具有重要的意义。本项目一方面根据手性诱导原理，通过对柱芳烃的主客体作用或自组装性能研究它们的超分子手性；另一方面利用柱芳烃和松香树脂酸的结构优势相结合，将具有较大比旋光度的天然手性骨架松香基官能团引入到柱芳烃母体中，制备系列新型松香基手性柱芳烃衍生物，通过测定氨基酸等手性化合物的绝对构型或对映体纯度，以检验目标产物的手性识别性能。根据手性试剂结构与性能的关系，建立不同类型手性试剂识别作用的模型或方法，以期筛选出具有显著识别性能、廉价易得并具有自主知识产权的手性识别试剂。本项目的研究丰富了手性识别试剂的品种，为设计合成该类试剂提供了理论依据，同时利于柱芳烃在主客体化学的深入研究，也为广西天然优势资源松香的改性和高值化利用提供新的途径。

空穴型化合物由于在与受体进行分子识别时可以形成洞穴包合物和笼状包合物，深受科学工作者的青睐。柱芳烃、杯芳烃和冠醚是超分子化学中一类最重要的空穴主体分子，能够有效地识别伯胺和氨基酸盐。本项目按照研究计划进行，达到了预期目标，取得重要成果如下：（1）合成了苯基、萘基，松香基三类柱[5]芳烃衍生物，研究了其旋转性能，发现混柱[5]芳烃的旋转行为可以通过对单功能化取代基的尺寸，碳链的长度及客体的选择进行有效调控。（2）设计合成了柱[5]芳烃三聚体，该主体分子在主客体作用中具有良好的协同作用，首次实现柱[5]芳烃对C60的络合作用，有效弥补了[5]芳烃因空腔尺寸过小不适合作用于较大客体分子C60的缺点；此外，对直链型铵盐和支链型铵盐具有很强的电荷转移作用，具400—800nm的宽光吸收性能。（3）合成了柱[5]芳烃-杯[4]芳烃、柱[5]芳烃-杯[6]芳烃和柱[5]芳烃-杯[8]芳烃三类双空腔主体分子，研究发现它们对不同的N－甲基－1－萘甲胺衍生物盐酸盐具有不同性能。（4）利用松香天然的手性骨架优势，将其构建到冠醚母体中合成了20-冠-6手性冠醚衍生物并测试了它们手性识别性能。本项目的研究为基于柱芳烃和冠醚骨架的分子识别试剂的研发与应用提供了理论依据，同时亦为柱芳烃的手性研究及分子识别的应用奠定了基础。