Angew. Chem. ：手性大环主体对于甾类的高亲和力识别及阵列传感

甾类化合物是一类是重要的天然有机化合物和药物分子，在维持细胞膜结构、调解免疫、性功能和机体发育等过程发挥重要作用。在超分子化学领域，利用人工大环受体来识别甾类分子，可用于增溶、检测、递送或拮抗甾类药物。然而，目前已知的合成受体对于甾类识别的亲和力通常在微摩尔或更低范围内，还能大程度限制了它们的应用价值。

近日，南开大学的蔡康研究员团队基于前期开发的手性篱[4]联萘大环Corral[4]BINOLs (C[4]BINOLs)对映体，在水溶液中实现了对16种重要的甾体化合物的高亲和力识别（平均结合常数在10^8.5 M⁻¹），这是已知最强的甾类化合物受体。此外，用两种C[4]BINOL对映体组成荧光传感器阵列，在生物流体中实现了对16种甾类的传感区分和孕酮的半定量检测。

作者选择了17种重要甾类分子进行研究，包括性激素（如睾酮、β-雌二醇、雌酮、雄激素、雌激素、孕激素等）、胆固醇和肌肉松弛剂（盘库溴铵和罗库溴铵）等作为客体，研究与RRRR-和SSSS-C[4]BINOL的水相识别。

作者最初选择孕酮为模型客体，通过1H NMR光谱和荧光Job plot表征了SSSS- 和RRRR-C[4]BINOL和孕酮之间的1:1络合，竞争荧光滴定实验得出在水中10⁹ M⁻¹的结合亲和力（K_a）和3.8的对映选择性（K_SSSS/K_RRRR），其中强疏水效应提供了主要的结合驱动力。进一步，作者系统测定了C[4]BINOLs对其他16种甾类的识别亲和力，结果普遍在10⁶ 到10¹⁰ M⁻¹范围，特别是对两种带正电荷的甾体（罗库溴铵和盘库溴铵）结合常数高达10¹² M⁻¹。这表明C[4]BINOLs是目前已知的最强的人工合成甾类受体。此外，C[4]BINOL对映体对于甾类的亲和力比值（对映选择性）最高可达15.5。

基于C[4]BINOL和甾体化合物之间的强主-客体相互作用，以及络合诱导的不同的荧光猝灭或增强信号，作者用一对C[4]BINOL对映体构筑了荧光传感阵列，分别在两种生物流体（DMEM培养基和胎牛血清FBS）中实现了对16种甾类的区分，和孕酮低至纳摩尔浓度的半定量检测。

在该工作中，南开大学的蔡康研究员团队报道了荧光对映体主体C[4]BINOLs在水溶液中对16种甾类化合物的优异识别特性，结合亲和力高达10¹² M⁻¹，成为迄今为止结合最强的甾类受体。使用C[4]BINOL构建了荧光传感器阵列，在复杂生物流体中能够快速有效区分16种甾类化合物，并在低浓度下对孕酮进行半定量传感检测。C[4]BINOLs对甾类化合物异乎寻常的高亲和力，使其在甾类药物的拮抗、递送、污染物去除等领域具有重要应用前景。

论文信息

Enantiopure Corral[4]BINOLs as Ultrastrong Receptors for Recognition and Differential Sensing of Steroids

Rong Fu, Dai-Yuan Li, Jia-Hong Tian, Yi-Lin Lin, Qing-Yu Zhao, Wen-Li Li, Fang-Yuan Chen, Prof. Dr. Dong-Sheng Guo, Prof. Dr. Kang Cai

文章的共同第一作者是南开大学的博士研究生付容和南开大学的硕士研究生李岱原。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202406233