手性是自然界的一種本質屬性，它指物體或系統的鏡像與其本身不可重疊。人類的手可以最直觀感知手性，左手在鏡子裏的鏡像和右手一模一樣⌨️👩🏻‍🦼‍➡️，但是左右手卻無法重疊，在化學領域🧘🏿‍♂️，這被稱為一對對映體🥟。對映體具有不同的化學和生物性質👫🏼，在上世紀50年代，有一種藥物就因為沒有區別對映體而釀成大禍：這種藥名叫沙利度胺，用來幫助孕婦緩解妊娠反應。沙利度胺是一種手性藥物，擁有一對對映體👩🏼‍🏫🤳，這意味著孕婦吃下的藥物其實有兩種成分🧖🏻🦍，其中一種，我們稱之為右旋體，有非常好的鎮靜作用，可以幫助孕婦減輕痛苦，然而另一對映體——左旋化合物卻對人體健康的損害非常大。由於當時的手性藥物製備還不夠成熟🐫，沒法有效合成單一異構體的藥物，所以導致孕婦吃下的藥物有非常嚴重的副作用🩳，這直接導致了近兩萬的肢體畸形兒的悲劇👩🏽‍🌾，可見精準控製手性的重要性🧟😖。手性的精準構築一直是合成化學研究前沿🧁，是跨越生物、醫藥、材料📮、信息等多學科領域的關鍵物質構築的難題。

手性大環化合物作為一類特殊的手性分子，既具有手性分子的生物特異性，又具有環狀分子的剛性，同時具有小分子藥物和大分子量生物藥物的特點，對潛在藥物靶點的親和能力很強，是一類具有巨大藥物潛力的分子🚴🏽🙍🏻‍♀️。然而，受製於現有合成方法產率低下、步驟復雜和手性不可控等諸多問題🤸🏼‍♀️，手性大環分子的進一步開發與利用受到了極大的阻礙🔬，是長久以來化學家想要攻克的難題。

2023年7月4日🧑🏽‍🍼，《自然·合成》（Nature Synthesis）雜誌上在線發表了沐鸣开户李明洙教授/孫默青年研究員團隊的最新成果《Enantiocontrolled macrocyclization by encapsulation of substrates in chiral capsules》📅。該研究利用超分子化學的底物誘導自組裝的概念和非共價鍵的動態特性😓，調控手性自組裝過程，可以合成任一想要的對映異構體☦️，實現手性大環化合物的精準構築。同時，Nature Synthesis以《Chiral macrocycle formation within chiral capsules》為題發表Research Briefing文章，重點介紹課題的研究背景👰🏻‍♂️、意義和背後故事⛷👪。荷蘭格羅寧根大學的Nathalie Katsonis教授對該研究給予了高度評價，“實現大環化已屬實不易👩🏻‍🍼，作者竟然發現了能夠控製立體選擇性的大環化策略，這可不是件小事1️⃣！”

該研究工作有如下三個特點👩🏿‍🦲：

1.精準手性控製：

發揮超分子自組裝的優勢，利用底物誘導自組裝的策略🥪，反應物的加入誘導主體分子自組裝🧑‍🎤，形成具有一定柔性的手性膠囊🛝，其中膠囊內部為反應物分子；進而，手性膠囊通過超分子相互作用，進一步組裝🗜，形成剛性的二維納米片層結構，將反應物在手性膠囊內部的預組織折疊構象十分精準的固定🧼。特別地，在超聲作用下🔲，體系的手性會發生翻轉👏🏿，導致反應物的預組織構象也發生翻轉。這是由於隨著超聲能量的輸入🪵，組裝體系由動力學控製的狀態轉變為熱力學穩定的狀態。

2.完美手性轉化：

由於每一個手性膠囊的化學反應環境是相同的🎖✈️，並且反應物的預組織構象被嚴格的固定在手性膠囊中，因此，當化學反應進行時，反應物可以幾乎全部轉化為具有單一光學活性的手性大環產物📅。

3.廣泛普適性🧐⏫：

相較於傳統手性催化劑依賴氫鍵等特定的化學鍵🦍，通過自組裝形成的限域空間來固定分子構象🧗，可以開展不同反應物的手性大環反應💁🏻。該策略不但具有官能團兼容性，也可以用於不同類型的化學反應，如Suzuki偶聯反應、分子內芳香族親核取代反應👚、Michael加成反應等🚵‍♂️🦸🏻‍♂️，更擁有對於不同大小反應物的適應性🤦🏿‍♂️。

自組裝手性膠囊用於精準合成手性大環

沐鸣开户2021級碩士生譚麟峰為該論文的第一作者👩🏻‍🚒，沐鸣开户李明洙教授與孫默青年研究員為該論文共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委員會💓、上海市科學技術委員會、沐鸣平台🙇🏻‍♂️、沐鸣开户和上海市分子催化和功能材料重點實驗室的大力支持🙆🏽‍♀️▶️。

       全文鏈接🚴‍♂️：https://www.nature.com/articles/s44160-023-00360-0

       Research Breifing鏈接👦：https://www.nature.com/articles/s44160-023-00361-z