晶态及螺旋结构手性金属有机膦酸化合物的构筑与性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91956102
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    75.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B01.合成化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Chirality is a widespread phenomenon in nature. Biological chirality is not only limited to molecular chirality caused by chiral central atom but also includes structural chirality in the topological geometric space. For example, condensation of L-amino acids leads to the formation of chiral peptides, which further assemble into helical proteins through weak intermolecular interactions. It remains a challenging task, however, to achieve chirality transcription and amplification from molecular level to helical structure in synthetic systems such as metal-organic coordination polymers. Such studies will contribute not only to our understanding about the origin of the chirality, but also to the applications of such materials in chiral recognition and separation, asymmetric catalysis, and chiral functional materials. In this project, we shall synthesize homochiral metal phosphonates based on enantiopure aminomethylphosphonic acids with crystalline form. Through modification of the organic ligands, introduction of the second metal ions and careful adjustion of the reaction conditions, we expect that the weak interactions between the chiral molecules can be manipulated. Finally chiral amplification from molecule to helical structure can be achieved. The formation.mechanism of the helices and the regulation of the chiral properties (pitch and diameter) will be studied. The chiral recognition and separation properties as well as the optical and magnetic properties of both the crystals and rhelices will be investigated in detail.
手性是自然界普遍存在的现象。生物手性不仅局限于由手性中心原子引起的分子手性,而且还包括拓扑几何空间的手性螺旋结构。比如由L构型天然氨基酸分子组成手性多肽、进而通过弱相互作用构成手性螺旋蛋白质大分子。如何在人工合成体系中实现手性从分子层次到螺旋结构的传递和放大,是一个极具挑战的课题。相关研究不仅有助于进一步认识手性的起源,而且对手性物质在手性识别和分离、不对称催化、手性功能材料等方面的应用具有十分重要的意义。本项目将选择单一手性的有机胺基膦酸作为配体,组装出单一手性的金属有机膦酸化合物晶态材料,进一步通过修饰有机基团、引入第二金属离子、改变实验条件等手段调控手性分子之间的弱相互作用,使手性得以从分子层次传递到更高层次,获得单一手性螺旋结构材料,揭示螺旋结构的形成机制及调控规律,深入研究手性金属有机膦酸化合物形貌对手性识别和分离作用及光磁性质的影响。

结项摘要

手性是自然界普遍存在的现象。生物体的手性不仅局限于由手性中心原子引起的分子手性,而且还包括拓扑几何空间的手性螺旋结构。如何在人工合成体系中实现手性从分子层次到螺旋结构的传递和放大,是一个极具挑战的课题。相关研究不仅有助于进一步认识手性的起源,而且对手性物质在手性识别和分离、不对称催化、手性功能材料等方面的应用具有十分重要的意义。. 本项目针对“手性传递放大的机制与规律”这一核心科学问题,合成了五对手性有机膦酸配体,与过渡金属或稀土离子组装得到20个结构明确的单一手性晶态金属有机膦酸化合物。通过修饰有机基团、改变反应体系的温度、酸度、抗衡阴离子、盐浓度和溶剂等方式,调控手性分子间的弱相互作用,系统研究各种实验条件对产物形貌的影响,得到一系列具有螺旋结构的单一手性金属有机膦酸材料,提出由环己烷构象变化导致螺旋“链扭曲生长”的新机理,通过pH和阴离子协同调控实现螺旋结构材料的旋向翻转,提出通过盐的浓度调控螺旋结构旋向的新思路,进一步研究了不同形貌对镝有机膦酸化合物磁性的影响。上述工作为探索功能配位聚合物螺旋材料的组装及应用提供了基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Controllable Macroscopic Chirality of Coordination Polymers through pH and Anion-Mediated Weak Interactions
通过pH和阴离子介导的弱相互作用控制配位聚合物的宏观手性
  • DOI:
    10.1002/chem.202102954
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemistry - A European Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wu Lan-Qing;Xu Yan;Hou Ting;Jia Jia-Ge;Huang Xin-Da;Weng Guo-Guo;Bao Song-Song;Zheng Li-Min
  • 通讯作者:
    Zheng Li-Min
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pH 和盐辅助钆配位聚合物宏观手性反演
  • DOI:
    10.3390/molecules28010163
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Ting Hou;Lan-Qing Wu;Yan Xu;Song-Song Bao;Li-Min Zheng
  • 通讯作者:
    Li-Min Zheng
Layer or Tube? Uncovering Key Factors Determining the Rolling-up of Layered Coordination Polymers
层还是管?
  • DOI:
    10.1021/jacs.1c07517
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of the American Chemical Society
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Jia Jia-Ge;Zhao Chen-Chen;Bao Song-Song;Wu Lan-Qing;Wen Ge-Hua;Jacobson Allan J.;Ma Jing;Zheng Li-Min
  • 通讯作者:
    Zheng Li-Min
Chiral metal phosphonates: assembly, structures and functions
手性金属膦酸盐:组装、结构和功能
  • DOI:
    10.1007/s11426-020-9707-4
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science China Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guo-Guo Weng;Li-Min Zheng
  • 通讯作者:
    Li-Min Zheng
Homochiral Dysprosium Phosphonate Nanowires: Morphology Control and Magnetic Dynamics
同手性磷酸镝纳米线:形态控制和磁动力学
  • DOI:
    10.1002/asia.202100670
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemistry-An Asian Journal
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Weng Guo-Guo;Huang Xin-Da;Hu Rui;Bao Song-Song;Zou Qian;Wen Ge-Hua;Zhang Yi-Quan;Zheng Li-Min
  • 通讯作者:
    Zheng Li-Min

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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