具有三链螺旋结构的半色氨酸

在五个步骤中合成在其三个接头中具有胺和酰胺官能团的半胱氨酸笼。笼的X射线分子结构显示通过酰胺和胺基之间的分子内氢键稳定的接头的三链螺旋排列。环三呋喃单元的手性控制笼中相对部分中的三个芳环的螺旋桨布置。1 H NMR研究表明该结构保留在溶液中。

关键词： CTV; hemicryptophanes; 有机笼子; 三螺旋结构

在生物系统中发现的显着架构中，呈现三螺旋排列的那些特别令人感兴趣。除了由Watson-Crick碱基配对形成的经典双链结构外，DNA还可以以三螺旋方式组织[1]。这些三链DNA结构自然发生并在调节基因功能和DNA代谢中起重要作用。胶原蛋白是动物中最丰富的蛋白质，也采用三螺旋结构：三条平行的肽链以三链左旋螺旋结构相互缠绕。其高热稳定性和机械稳定性主要来自三螺旋骨架中发现的大量氢键[2]。已经建立了基于肽骨架的生物激发结构，可以更好地理解该生物系统的特性，并产生从人工胶原生物材料到用于治疗用途的肽的多种应用[3-5]。

最近，呈现三螺旋结构的分子笼引起了相当大的兴趣[6-8]：例如，Malik等。描述了有机笼的合成和识别特性，其中包括三个螺旋体部分[9]。该笼呈现三股螺旋结构，由于三个螺旋桨单元以螺旋桨方式布置，框架完全扭曲。最近的其他实例是由Kirsche等人合成的具有螺旋棒状形状的三链亚苯基笼。[10]。

半乳糖是手性共价笼，其结合了环三环（CTV，北部）单元与另一个C 3对称部分（南部）。它们显示出对神经递质和碳水化合物的识别特性，可以作为分子开关和超分子催化剂[11]。它们的C 3对称性使它们成为构建分子笼的有希望的候选者，所述分子笼显示接头的三螺旋排列。此外，我们先前已经报道过南部的手性单元和北部的CTV单元的手性相互影响，这表明CTV部分的手性可以控制接头的螺旋排列[12,13]。。

我们在此报道了在其三种相似物中同时具有酰胺和胺官能团的半羟基乙烷1的合成。在溶液中，1 H NMR光谱显示C 3对称笼，其也通过X射线晶体学在固态下观察到。此外，在固体中，不同接头的酰胺和胺官能团通过氢键相互作用，导致接头的三螺旋排列。还发现CTV单元强烈地控制这种三螺旋的手性，因为具有P（分别为M）构型的CTV 诱导了连接子的螺旋桨状排列的Δ（分别为Λ）手性。

根据方案1中所示的合成途径，通过五个步骤[14,15]获得了半胱氨酸主体1。在乙醇中在回流下通过氯乙酸烷基化香草醇得到2，得率为73％。通过首先加入1当量的HCl然后将催化量的对甲苯磺酸在甲醇中加入到化合物2中来获得CTV三酯。然后，使化合物3与乙二胺反应，得到4，产率48％。1,3,5-三（溴甲基）苯和2-羟基苯甲醛之间的反应提供了南部单元5的前体收率78％。最后，通过在1：1 CHCl 3 / MeOH混合物中的还原胺化实现4和5之间的[1 + 1]大环化。最后一步获得了92％的显着产率。由于这种还原胺化已被证明处于热力学控制之下，因此得到的具有三个亚胺功能的中间笼具有很高的稳定性[12,13]。酰胺基团与形成的亚胺官能团之间的氢键可以解释该中间体的高稳定性，改变不同低聚物和笼子之间的平衡，有利于后者（参见下文）。