蛋白质的灵活性在酶催化中起着关键作用，它们通过各种静电和非共价相互作用 (NCI) 来实现过渡态的稳定已实现反应进行。而随着我们对蛋白质动力学的理解已经逐渐成熟，通过将底物结合的“锁和钥匙”的模型，更是完善了构象选择和诱导拟合上的模型，从而反映出各种酶的灵活性。
同样地，小分子催化剂设计中的灵活性，在过去十年中也得到了更大的重视。提高催化剂灵活性可以确认多个 NCI 稳定的过渡态，并进而从中开发更具选择性的催化剂。所以，有鉴于对将超分子主体作为混合支架的日益重视，通过 NCI 的概念可以实现显著的速率增强和选择性，同时保持简单性。如此一来，就可以使用这类化合物来模拟酶的催化性。然而，与酶和小分子系统不同，支架本身的柔性在超分子系统中 NCIs的作用至今却还少有被开发认知，且其对反应速率和选择性的影响也知之甚少。所以，最近在J. Am. Chem. Soc. 上可见University of California, Berkeley 的F. Dean Toste教授、Robert G. Bergman教授和Kenneth N. Raymond教授合作开发出具有主体灵活性和柔性的超分子主体，并将其应用在催化对映选择性 aza-Darzens 反应上，探究其对反应选择性的影响。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
值得注意的是，在这样的系统里，他们发现由对映纯超分子主体催化的对映选择性 aza-Darzens 反应效果可高达 99% ee。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
而为了了解主体结构对反应结果的作用，他们也通过取代外部手性酰胺来制备了九种不同的镓 (III) 的对映体纯超分子组装体。
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从结果来看，尽管这些催化剂中的取代具有远端性质，但观察到氮丙啶产物的对映选择性（61% 至 90% ee）还是有发生了变化。
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所以，如通过模型阳离子客体的交换动力学所测量的，对映选择性与超分子宿主支架的灵活性的确是相关的。
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参考文献：Impact of Host Flexibility on Selectivity in a Supramolecular Host-Catalyzed Enantioselective aza-Darzens Reaction
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c04182
原文作者：Stephen M. Bierschenk,§ Judy Y. Pan,§ Nicholas S. Settineri, Ulrike Warzok, Robert G. Bergman,*Kenneth N. Raymond,* and F. Dean Toste*
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c04182
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