1·ChBPFP的物理化学性质、合成方式及用途
发布时间：2025年03月07日
一种新型的硫族元素键合（Chalcogen Bonding，简称ChB）杂二价离子对受体。其结构包含3,5-双碲三唑硝基苯骨架，连接有电子贫乏的全氟苯基取代基和苯并-15-冠-5（benzo-15-crown-5，简称B15C5）单元，直接连接到碲（Te）中心的三唑上。该受体通过形成共面的B15C5与碱金属阳离子（如K+、Rb+、Cs+）的夹心复合物，以及二齿ChB···X−（X−为卤素阴离子）的形成，实现对碱金属卤化物（MX）离子对的结合。
性质：
- 电子性质：其碲中心的σ-空穴ChB供体的电子性质可通过与碱金属阳离子的共结合而被极化，从而增强对阴离子的结合能力。这种极化程度与结合的碱金属阳离子的电荷密度密切相关，进而产生强大的离子对协同作用机制。
- 空间结构：通过形成共面的B15C5与碱金属阳离子的夹心复合物，使受体构象预组织化，为卤素阴离子的识别提供了二齿ChB供体槽。
合成方式：
采用铜（I）催化的炔烃-叠氮化物环加成（CuAAC）方法合成。首先通过核苷取代反应和氧化反应制备出含有碲的炔烃前体，再与相应的芳基叠氮化物进行CuAAC反应，得到1·ChBPFP，产率为72%。
用途：
- 离子对识别：能够选择性地识别钾氯化物（KCl）离子对，对其他碱金属氯化物（如LiCl、NaCl、RbCl、CsCl）表现出显著的KCl选择性，可用于KCl的固液萃取和液液萃取。
- 膜运输：初步的液膜U型管运输实验表明，其能够实现KCl相对于NaCl的跨膜运输，展现出作为治疗与通道病相关疾病和癌细胞增殖的新策略的潜力。
实验数据：
- 1H NMR离子对亲和力滴定实验：在与K+结合时，1·ChBPFP的B15C5的CH2信号f和h分别发生了约1和0.5 ppm的显著上场位移，表明形成了1:1的稳定主客体复合物（Ka > 105 M−1）。在与KPF6共存时，1·ChBPFP对Cl−的结合常数（Ka）为1198 M−1，对Br−、I−、AcO−等也有较强的结合能力，且对Cl−的选择性优于其他卤素阴离子和醋酸根离子等。
- 固液萃取（SLE）实验：在与KCl进行SLE实验时，1·ChBPFP的溶液由无色变为黄色，其1H NMR谱图中出现了新的信号，且与自由受体相比，内部芳香信号bKCl发生了0.6 ppm的显著下场位移，表明形成了1·ChBPFP·KCl复合物，47%的1·ChBPFP与KCl结合。而对LiCl、NaCl、CsCl等其他碱金属氯化物的萃取能力极差，对RbCl的萃取能力也远低于KCl。
- 液液萃取（LLE）实验：在与不同浓度的KCl水溶液进行LLE实验时，随着KCl源相浓度的增加，萃取百分比增加，分别为32%、43%、64%、69%和71%。且在这些条件下，KCl的选择性比SLE实验中更显著，是唯一被萃取的碱金属氯化物。
- U型管运输实验：以4 M KCl水溶液为源相，去离子水为接收相，用8 mM的1·ChBPFP的CHCl3溶液作为液膜进行实验，监测接收相中氯离子浓度的变化。结果显示，接收相中氯离子浓度在35 h后达到约0.7 M，且通过火焰测试分析确认了钾离子的共运输。而当源相为NaCl时，接收相中氯离子浓度无明显变化，表明K+和Cl−的运输是相互依赖的。
- DFT计算：在M06-2X/Def2-TZVP(CPCM)理论水平下进行DFT计算，研究了1·ChBPFP的电子和阴离子结合性质如何受到碱金属阳离子复合的影响。计算结果表明，碱金属阳离子的复合导致受体的电子密度发生极化，碲原子的NPA电荷在阳离子结合后平均从约0.57 e增加到0.60 e。且在氯仿和乙腈溶剂中，[K+ + 1·ChBPFP]与卤素阴离子和氧阴离子的结合自由能计算结果与实验结合趋势一致，表明1·ChBPFP对阴离子的识别主要由方向性的ChB相互作用决定。
信息依据或数据来源：
Toxicity assessment of potassium bromate and the remedial role of grape seed extract
Emine Yalçin & Kültiğin Çavuşoğlu
https://doi.org/10.1038/s41598-022-25084-7
性质：
溴酸钾（Potassium bromate，KBrO₃）是一种氧化剂，在面包生产中用于发酵和醒发阶段，能改变面粉中的麸质蛋白，使最终产品更柔软、弹性更小，还能使面团更轻盈，改善面包的整体质地。
用途：
作为面包生产中成本效益高且高效的氧化剂，有助于利用质量较低的麸质来模拟高质量麸质的功能。一些国家设定了最终烘焙产品中允许的钾溴酸盐含量上限，还有些国家已完全禁止其使用。尼日利亚在2003年因违反药品及相关产品注册法规而禁止在面粉加工和烘焙中使用钾溴酸盐。
实验数据：
在本研究中，面包样本中钾溴酸盐含量范围为0.01 mg/kg到0.06 mg/kg，除一个样本外，其余均超过了食品和药物管理局设定的最大允许限值0.02 mg/kg。
信息依据或数据来源：
Selective Potassium Chloride Recognition, Sensing, Extraction, and Transport Using a Chalcogen-Bonding Heteroditopic Receptor
Andrew DockerIgor MarquesHeike KuhnZongyao ZhangVítor Félix and Paul D. Beer*
https://doi.org/10.1021/jacs.2c05333
弥勒异木棉（Ceiba chodatii Hassl.）花朵的主要化学成分
长链脂肪酸酯类（Long-chain aliphatic esters） 含量：占总代谢物的77.016% 主要成分： Methyl palmitate（棕榈酸甲酯）：含量28.185%。 Methyl octadeca-12,15-dienoate（十八碳-12,15-二烯酸甲酯）：含量10.676%。 Methyl stearate（硬脂酸甲酯）：含量9.254%。 Methyl linolenate（亚麻酸甲酯）：含量9.211%。 Methyl behenate（山嵛酸甲酯）：含量4.026%。 Methyl arachidate（花生酸甲酯）：含量3.187%。 酮类（Ketones） 含量：占总代谢物的6.396% 主要成分： 2-Heptadecanone（十七烷酮）：含量4.200%
胶原蛋白肽（Collagen peptide, CP）的物理化学性质、生产方式及用途
一种通过胶原蛋白水解得到的肽，具有丰富的Pro（脯氨酸）、Gly（甘氨酸）和Hyp（羟脯氨酸）。 来源：主要从动物皮肤中提取，通过酶解胶原蛋白I得到。 分子量：平均分子量为2900 Da。 作用：显著提高酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）对糠醛（furfural）胁迫的耐受性，促进生物乙醇合成。
Furfural（糠醛）的物理化学性质、生产方式及用途
Furfural（糠醛）是一种无色液体，具有刺激性气味，沸点161-162°C，可溶于水和有机溶剂。来源：在木质纤维素生物质预处理过程中，由五碳糖脱水产生。 作用：作为一种显著的抑制剂，降低酶活性，影响糖酵解和乙醇生物合成，损害细胞形态和细胞器结构，导致细胞密度降低和乙醇产量减少。
柚皮素（Naringenin, NAN）的物理化学性质、生产方式及用途
柚皮素，白色结晶固体，具有抗氧化性。其分子式为C₁₅H₁₂O₅，分子量为272.25 g/mol。一种黄烷酮类化合物，是多种黄酮类化合物生物合成的前体物质。在本研究中，被用作OsNOMT/ObFOMT5融合蛋白生物转化反应的底物之一。
槲皮素（Quercetin, QUR）的物理化学性质、生产方式及用途
槲皮素，黄色结晶固体，具有较强的抗氧化性。其分子式为C₁₅H₁₀O₇，分子量为302.24 g/mol。通常从植物中提取，如洋葱、苹果等，也可通过化学合成。一种黄酮醇类化合物，在本研究中，被用作OsNOMT/RdOMT10融合蛋白生物转化反应的底物之一。
甘氨酸（Glycine）的物理化学性质、生产方式及用途
甘氨酸作为一种常见的应激保护剂，具有多种功能，如减少盐胁迫下的生长抑制，保护受损的内质网屏障功能。 含量：在CP中含量为21.1 g/100 g。甘氨酸具有缓冲作用，可以在碱性条件下以NH₂-CH₂-COO⁻形式存在，中和Mg(OH)₂释放的OH⁻，促进Mg(OH)₂的溶解 [文献 42]。
