近日，我院張愛清教授團隊與藥學院雷新響教授團隊合作，報道了一種多溶劑相容液晶介質用于有機分子的殘留偶極耦合測量，相關研究成果以 “Measurement of Residual Dipolar Couplings of Organic Molecules in Multiple Solvent Systems using a Liquid Crystalline based Medium” 為題，發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202007243) 雜志上。秦四勇老師為本論文第一作者和通訊作者，雷新響教授為本論文的共同通訊作者。
有機分子結構的鑒定，特別是涉及立體化學的解析一直是分子科學和藥物化學的核心任務之一。核磁共振波譜（NMR）在有機分子結構分析與鑒定方面表現出舉足輕重的作用。其中，殘留偶極耦合（residual dipolar coupling，RDC）反映原子間的距離及其與外磁場之間的角度關系，可構建分子的三維結構，在分子構型及優勢構象等方面的解析中具有廣泛應用。然而，有效獲取分析底物的RDC，需使分子的運動受限或誘導其產生各向異性，從而產生“殘留偶極耦合”。同時，偶極耦合作用不宜過強，方可獲得線寬較窄的圖譜，從而獲取準確的RDC值。因此，構建結構新穎、簡便實用的定向程度可控的介質，實現RDC的精確測定具有重要意義。
目前，用于RDC提取的定向介質主要有聚合物凝膠、高分子液晶等。基于聚合物制備的定向介質，制備過程一般較為繁瑣，時間長，需專業操作，離實驗室常規應用仍存在挑戰。該研究工作設計了一種新型兩親性小分子肽，自組裝構建多溶劑相容的液晶介質，可簡單、快速的用于有機分子殘留偶極耦合的準確測量。通過固相有機合成技術，合成制備了兩親性小分子肽C15H31-CONH-VVVVKKK-CONH2 (OPA)，在三種溶劑（二甲亞砜、甲醇、水）中均能自組裝快速形成溶致液晶介質。進一步選擇具有不同生物活性和溶解性差異的7種有機分子（赤霉素、雷公藤甲素、山道年、石杉堿甲、冬凌草甲素、雌酮和脯氨酸）作為模型，考查了小分子肽自組裝液晶對其定向性能，7種分子都獲得了準確的RDCs值。實驗結果表明，小分子肽自組裝液晶具有以下優點：1可用于溶解性能不同的有機分子RDC的測定，顯著擴大了被測分子的范圍；2）小分子肽液晶作為定向介質背景微弱，有效避免了普通介質背景峰對RDC分析的干擾；3）形成液晶的方式簡單、快速，不需要超聲等外界條件誘導；4）液晶對溫度、超聲等穩定，同時在數周內保持均質性，方便于隨時取用；5）肽的純度對有序介質的形成影響不大，可直接用粗肽制備相關液晶用于有機分子的檢測，其制備簡單，可實現批量生產。為有機分子及天然產物的殘留偶極耦合測定提供了新方案，具有廣闊的應用前景。
