1、物理有機(jī)化學(xué)前沿領(lǐng)域兩個(gè)重要方面-有機(jī)分子簇集和自由基化學(xué)的研究由中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所蔣錫夔等完成 疏水親脂相互作用（HLI）是分子間主要的弱相互作用之一，也是導(dǎo)致宇宙間生命現(xiàn)象形成的基本作用力之一。深入了解HLI對研究生命科學(xué)、理解生命現(xiàn)象及某些生理、病理過程有根本性的意義，在有機(jī)合成、化合物分離和超分子化學(xué)中也有重要的地位。而有機(jī)分子的簇集和自卷是研究HLI最基本和最簡單的模型，它們直接影響受物分子的反應(yīng)性和生物功能，所以用物理有機(jī)化學(xué)的概念和方法來研究它們，是研究HLI最好的途徑之一，并且可以用這一簡單的理論模型來研究模擬生命現(xiàn)象中的某些物理和化學(xué)變化過程，如課題組已發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣

2、硬化斑塊的組成和膽固醇酯類化合物的共簇集傾向性直接有關(guān)。而解簇集概念的提出和有效解簇劑的研究又為治療動(dòng)脈粥樣硬化疾病的藥物分子設(shè)計(jì)提供有益的啟示。 因此這是物理有機(jī)化學(xué)前沿領(lǐng)域及和生命科學(xué)有關(guān)的十分重要的研究方面之一。有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)性能關(guān)系的研究是物理有機(jī)化學(xué)的核心內(nèi)容之一。課題組通過取代三氟苯乙烯體系的研究，真正拆分了取代基的極性和自旋離域效應(yīng)，建立了一套迄今種類最多、最可靠的取代基自旋離域參數(shù)JJ，成功應(yīng)用于自由基反應(yīng)和波譜參數(shù)的相關(guān)分析中，并用雙參數(shù)方程的p+/pJJ 比值作為取代基極性和自旋離域效應(yīng)相對權(quán)重的判別尺度，將自由基反應(yīng)分為四類，成功解決了長期困擾自由基化學(xué)界如何評估這兩種效

3、應(yīng)的重大問題。該項(xiàng)目課題組自80年代初深入系統(tǒng)地開展了物理有機(jī)化學(xué)前沿領(lǐng)域兩個(gè)重要方面-有機(jī)分子簇集和自由基化學(xué)的研究，他們選用了有機(jī)分子的簇集和自卷現(xiàn)象作為研究疏水親脂相互作用的簡單和基本模型，在發(fā)展了臨界簇集濃度（CAgC）和臨界共簇集濃度（CoCAgC）定量測定的基礎(chǔ)上，用水解動(dòng)力學(xué)和熒光探針等方法對影響有機(jī)分子簇集、共簇集、自卷曲等的分子結(jié)構(gòu)因素、溶劑效應(yīng)、鹽效應(yīng)和溫度等進(jìn)行了詳細(xì)和系統(tǒng)的研究，取得了一系列創(chuàng)新成果。特別是他們提出了靜電穩(wěn)定化簇集體，解簇集和溶劑促簇能力等一系列重要的創(chuàng)新概念，這些概念對理解分子間的弱相互作用具有重要的理論意義，同時(shí)還對有機(jī)合成反應(yīng)的設(shè)計(jì)和理解有機(jī)分子在

4、生命體內(nèi)的作用等有重要的指導(dǎo)作用。如他們首先提出只有帶有相反電荷的長鏈碳?xì)浞肿涌梢栽谑杷H脂相互作用和靜電作用下形成靜電穩(wěn)定化簇集體（ESAg），ESAg是此類有帶有相反電荷的表面活性劑組成的/混合膠束的前體或預(yù)膠束，測定了不同階段的簇集數(shù)。這是對疏水親脂相互作用理論和膠束化學(xué)的重要發(fā)展。 利用分子自卷的概念，他們首次成功地合成了17元大環(huán)，并發(fā)現(xiàn)由分子自卷引起的大環(huán)鄰基參與 催化加速羧酸酯水解反應(yīng)速度和共簇集接近效應(yīng)促進(jìn)分子內(nèi)激基締合物形成的過程。更為有意義的是通過分子自卷引起的膽固醇脂類化合物的鏈可卷效應(yīng)研究，他們首先提出引起動(dòng)脈粥樣硬化疾病的罪魁禍?zhǔn)啄懝檀贾透视腿惢衔锏墓泊丶瘍A向

5、性直接和它們在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的組成有關(guān)。這是首次用物理有機(jī)化學(xué)的概念，在分子水平上來解釋生命過程中的現(xiàn)象。解簇集概念的提出和應(yīng)用是他們對疏水親脂相互作用理論的又一重要發(fā)展。他們提出一定結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子可以分散或破壞已經(jīng)形成的有機(jī)分子簇集體，這一解簇集現(xiàn)象可以通過它們對簇集體探針的動(dòng)力學(xué)行為和熒光光譜行為的影響來進(jìn)行研究。他們提出了解簇集的機(jī)制，根據(jù)這一機(jī)制的推理，他們研究了各種不同結(jié)構(gòu)的化合物的解簇集效率，找到了一系列有效的解簇劑。這對治療動(dòng)脈粥樣硬化疾病藥物的分子設(shè)計(jì)具有重要的理論啟示意義。在這一領(lǐng)域中的創(chuàng)新研究內(nèi)容還包括建立了許多簇集和相關(guān)因素的線性關(guān)系，涉及鏈長、溫度和溶劑促簇能力（S

6、AgP）。還研究了在疏水親脂相互作用下，有機(jī)簇集體的共簇集接近效應(yīng)促進(jìn)加速電子轉(zhuǎn)移、能量傳遞、熒光淬滅和分子識別等過程。自由基化學(xué)是他們的又一重要的研究內(nèi)容。在自由基化學(xué)結(jié)構(gòu)性能關(guān)系研究中的一個(gè)重要問題，即建立真正反映取代基自旋離域能力的參數(shù)JJ上取得了突破，在取代三氟苯乙烯19F 核磁共振參數(shù)的基礎(chǔ)上，他們建立了相對獨(dú)立的反映取代基極性效應(yīng)影響的參數(shù)mb，并通過對45個(gè)溫度下取代三氟苯乙烯熱環(huán)化二聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究，建立了32個(gè)不同類型取代基的真正反映取代基自旋離域能力的參數(shù)JJ。JJ是當(dāng)今國際上取代基個(gè)數(shù)最多，種類最廣，并經(jīng)多種方法驗(yàn)證，準(zhǔn)確可靠的類參數(shù)。在他們嚴(yán)格規(guī)定的研究自由基反應(yīng)

7、的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下，這一JJ參數(shù)成功地應(yīng)用于6類自由基加成反應(yīng)（73個(gè)化合物）、3類自由基攫取反應(yīng)（40個(gè)化合物）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)分析中，并對UV光譜的max值（17類152個(gè)化合物）、EPR譜的aN值（2類25個(gè)化合物）、熒光光譜的發(fā)射能E值（5類50個(gè)化合物）和氧化還原勢（2類23個(gè)化合物）等參數(shù)的成功地進(jìn)行了相關(guān)分析。在此基礎(chǔ)上，提出了在自由基化學(xué)的相關(guān)分析中，用雙參數(shù)相關(guān)方程的系數(shù)的比值（p+/pJJ）作為取代基極性效應(yīng)和自旋離域效應(yīng)貢獻(xiàn)大小相對權(quán)重的判別尺度，將自由基反應(yīng)分為四種類型。成功解決了長期困擾自由基化學(xué)界的一個(gè)問題，即如何評估取代基自旋離域和極性兩種效應(yīng)對自由基反應(yīng)的影響。 該項(xiàng)目以上兩個(gè)課題的創(chuàng)新貢獻(xiàn)均為國內(nèi)外首次發(fā)