A biomimetic strategy for the selective recognition of organophosphates in 100% water: synergies of electrostatic interactions, cavity embedment and metal coordination

文献情報

出版日 2019-04-01
DOI 10.1039/C9QO00263D
インパクトファクター 5.281
著者

Solène Collin, Nicolas Giraud, Elise Dumont, Olivia Reinaud


原文を見る

要旨

Phosphate recognition in water is a hot topic due to their importance in biology and environment. The design and conception of water-soluble receptors that are efficient and selective is a difficult task because of the water medium, which provides highly competitive electrostatic interactions. A possible strategy relies on multipoint recognition with a polycationic site for electrostatic interaction with the phosphate moiety and a hydrophobic cavity for the organic one. Following this strategy, a detailed study of the hosting properties of a water-soluble resorcinarene-based metallo-cavitand, WRim4Zn, with various organophosphates is presented. The ZnII receptor showed good affinity and selectivity for n-alkyl phosphates (CnP) having from 2 to 6 carbons, in 100% water at physiological pH. The strongest association was obtained with C6P [K′pD7.4 = 3.6 × 104 M−1] whereas C7P binds 100 times less strongly. This very sharp selectivity pattern stands in strong contrast with carboxylate guests for which the optimum size corresponds to acetate. The different selectivity pattern stems from a switch in the coordination mode of ZnII upon phosphate binding, inducing the decoordination of two out of the four imidazole arms grafted on the resorcinarene macrocycle. Hence, the efficiency of WRim4Zn for alkyl phosphate recognition and unusual selectivity relative to the organic moiety of the phosphate analytes is ascribed to the synergistic action of a metal binding site for the phosphate head (the ZnII receptor is 100 times more efficient than the cavity ligand WRim4 itself), a hydrophobic cavity for alkyl embedment, protonated arms leading to further electrostatic stabilization, spacers between the recognition points (ZnII, imidazoliums, resorcinarene bowl cavity) allowing directional and spatial control of guest binding. Another key point is the water-solubility of the hydrophobic core insured by the pyridinium feet positioned away from the receptacle, which avoids the destructuring of the receptor metallo-site. Phosphodiesters, which are singly charged and congested, are not recognized. Hence, the good affinity displayed for C6P makes WRim4Zn one of the best cavity-based receptor for organophosphates described to date. These results open new routes for sensing biologically and environmentally important organic anions, considering the tunability of the functionalization pattern of the resorcinarene core.

関連文献

Double modular modification of thiolactone-containing polymers: towards polythiols and derived structures

Pieter Espeel, Fabienne Goethals, Milan M. Stamenović, Lionel Petton, Filip E. Du Prez

2012-02-03 Paper

DOI: 10.1039/C2PY00565D

Polymeric vesicles mimicking glycocalyx (PV-Gx) for studying carbohydrate–protein interactions in solution

Lu Su, Yu Zhao, Guosong Chen, Ming Jiang

2012-04-13 Paper

DOI: 10.1039/C2PY20110K

The curing procedure for a benzoxazine–cyanate–epoxy system and the properties of the terpolymer

Xiaodan Li, Yiqing Xia, Wenli Xu, Qichao Ran, Yi Gu

2012-04-25 Paper

DOI: 10.1039/C2PY20133J

Functional block copolymernanoparticles: toward the next generation of delivery vehicles

Maxwell J. Robb, Luke A. Connal, Bongjae F. Lee, Nathaniel A. Lynd

2012-04-18 Paper

DOI: 10.1039/C2PY20131C

Poly(N-isopropylacrylamide) on two-dimensional graphene oxide surfaces

Junjie Qi, Weipeng Lv, Guoliang Zhang, Fengbao Zhang, Xiaobin Fan

2012-01-18 Communication

DOI: 10.1039/C2PY00577H

Degradable graft copolymers by ring-opening and reverse addition–fragmentation chain transfer polymerization

Rebecca J. Williams, Rachel K. O'Reilly, Andrew P. Dove

2012-05-24 Paper

DOI: 10.1039/C2PY20213A

Poly(dopamine acrylamide)-co-poly(propargyl acrylamide)-modified titanium surfaces for ‘click’ functionalization

Li Qun Xu, Hua Jiang, Koon-Gee Neoh, En-Tang Kang, Guo Dong Fu

2012-01-30 Paper

DOI: 10.1039/C2PY00552B

Molecular design, synthesis and characterization of aromatic polythioester and polydithioester

Daisuke Abe, Yuji Sasanuma

2012-04-03 Paper

DOI: 10.1039/C2PY20118F

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C2PY90019J

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6- bromo-1-cyclopropyl-1H-benzimidazoleの市場動向や研究トレンドはどうですか?

6- bromo-1-cyclopropyl-1H-benzimidazoleは、抗炎症、抗ウイルス作用を持つことが報告されており、新薬開発の研究対象として注目...

1416713-53-56-Bromo-1-cyclopropy...
化合物よくある質問

環氧プロpanol-d5を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際には、防護眼鏡と手袋を使用し、ドラフトチャンバー内で操作することを推奨します。漏洩時には適切な手順で処理し、安全データシートを常に参照してください。

1246819-20-4Glycidol-d5
化合物よくある質問

2,2’-ジメチル-3,3’-ビピリジンはどのように合成されますか?

2,2’-ジメチル-3,3’-ビピリジンは、ピリジンと2-メチルアクリルアミドを有機合成反応で合成します。この反応では、ピリジンと2-メチルアクリルアミドを含有...

86156-55-02,2’-Dimethyl-3,3’-b...
化合物よくある質問

6-甲基ピリジン-2-ボリック酸の主な用途は何ですか?

6-甲基ピリジン-2-ボリック酸は、合成化学、医薬品合成、以及研究用途などに広く使用され、特に組換えDNA技術や分子生物学の研究において重要な役割を果たします。

372963-50-3(6-Methyl-2-pyridiny...
化合物よくある質問

(R)-3-(1-甲基-2-氧環己基)プロpano酸メチルは安全ですか?

(R)-3-(1-甲基-2-氧環己基)プロpano酸メチルは一定の安全性がありますが、直接的な皮膚接触や吸入は避けるべきです。使用する際は適切な個々の安全データ...

94089-47-1methyl 3-[(1R)-1-met...
化合物よくある質問

ketorolacはどのように保存すればよいですか?

ketorolacは、密封して遮光容器に保管し、直射日光や高温を避けて保存してください。温度は常温で保存し、湿度をなるべく低く保つことが推奨されます。

74103-06-3rac Ketorolac
化合物よくある質問

L-2,3-二氨基丙酸二盐酸盐を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

L-2,3-二氨基丙酸二盐酸盐は腐食性が強く、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。取り扱う際は、防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、適切な排気設備を使用し...

19777-68-5(S)-2,3-Diaminopropa...
化合物よくある質問

2-(4-溴ピリジン-2-基)乙腈の物理化学的性質は何ですか?

2-(4-溴ピリジン-2-基)乙腈のCAS番号は312325-73-8です。主に結晶形態で存在し、分子量は159.01 g/molです。この化合物は水に溶けやす...

312325-73-8(4-Bromo-2-pyridinyl...
化合物よくある質問

3-フローロ-[1,1-ベンジレン]-3,4-ジカルボン酸を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は毒性は低いですが、直接的な接触や吸入に注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバーを使用して操作することを推奨します。また、漏洩...

1261915-32-53'-Fluoro-[1,1'-biph...
化合物よくある質問

3-(1-氧代-1,3-二氢-2H-2-异吲哚)丙酸の主な用途は何ですか?

3-(1-氧代-1,3-二氢-2H-2-异吲哚)丙酸は、薬理学研究や医薬品製造において広く用いられる化合物です。また、工業的な用途でも一部の化学反応の触媒や助剤...

83747-30-23-(1-Oxo-1,3-dihydro...

掲載誌

Organic Chemistry Frontiers

Organic Chemistry Frontiers
CiteScore: 7.8
自己引用率: 8.7%
年間論文数: 724

Organic Chemistry Frontiers publishes high-quality research from across organic chemistry. Emphases are placed on studies that make significant contributions to the field of organic chemistry by reporting either new or significantly improved protocols or methodologies. Topics include, but are not limited to the following: Organic synthesis Development of synthetic methodologies Catalysis Natural products Functional organic materials Supramolecular and macromolecular chemistry Physical and computational organic chemistry

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。