含氢键给体基团的小分子金属模拟酶研究

开展磷酸酯水解酶的化学模拟具有重要的科学意义和潜在的广泛用途。本课题拟在申请人过去工作的基础之上，通过一个简单的体系引入不同的氢键给体基团以及结合配体结构的改变，来系统研究不同氢键给体基团所引起的非共价作用对模拟酶催化活性的影响，并期望通过催化磷酸二酯水解的反应动力学研究，得到不同氢键给体基团对模拟酶催化活性影响的规律，以此来帮助我们在分子水平上更进一步的认识和理解天然磷酸酯水解酶的高效催化机制，并为今后获得具有应用前景的高活性人工磷酸酯水解酶提供理论依据和指导。

在国家自然科学基金委青年基金的资助下，本项目开展了含氢键给体基团的小分子金属模拟酶研究。合成了一系列磷酸二酯、以及含DPA结构单元的单核配体和双核配体化合物，研究了部分单核配体和双核配体化合物对磷酸酯的分子识别行为和催化水解能力。通过研究，发展了一种能在水相中高效高选择性识别焦磷酸根的比色传感器。通过氢键给体基团的引入，发现氢键给体基团不仅能增强受体分子识别磷酸酯的亲和力，而且还能增强其识别的选择性，同时，氢键给体基团的引入也可以有效增加小分子模拟酶催化磷酸酯的水解。这些增强作用来自于氢键和金属活化的结合，有效地模拟了天然酶的识别和催化功能。目前本项目的研究已发表高水平科技论文3篇，另外有多篇论文已投稿和待投稿，这些研究为后继的研究工作提供了基础和保障。另外，本项目培养硕士研究生5名，在读博士生1名。