疏水-亲脂作用对反应性的影响III:环糊精对碳氟表面活性剂的熵驱动包结以及亲脂作用对形成糖淀粉型包结物的贡献

用表面张力-浓度曲线法系统地研究了环糊精(CD)和羧甲基糖淀粉钠(Na-CMA)与H(CF2)12CO2K(1),Cl(CF2)nCH2CH2N^+(CH3)3I^-[n=8(3),10(5)]和相应的碳氢表面活性剂(2,4和6)的相互作用.由于几何尺寸的限制,碳氟表面活性剂不能与α-CD形成包结络合物,但3与β-CD形成的包结络合物的稳定性远大于相应的碳氢受物4、3与β-CD的相互作用是熵驱动过程,而C12H25N^+(CH3)3I^-(6)则是焓有利的.与具有"预组织化"内穴的CD不同,糖淀粉的包结是与大分子从线团到螺旋构象变化的协同过程,由于缺乏宿主-受物间的亲脂相互作用,Na-CMA不能与所有的碳氟受物形成包结络合物.     

螺旋构象的微环境效应——1.羧甲基糖淀粉钠对具有疏水性长链烷基的受物的包结作用

本文报道了具有类似环葡萄糖疏水内穴特性但长度及内穴尺寸为可变化的羧甲基糖淀粉钠(Na-CMA)螺旋构象对具有长链烷基的受物:十六烷基三甲基氯化铵(CTACl)、十二烷基三甲基碘化铵(LTAI)和十二烷基硫酸钠(NaLS)的包结作用.使用表面张力法求得Na-CMA—CTACl包结常数在1.27～2.30×10⁴M^-1左右,Na-CMA—LTAI为0.52×10³M^-1,Na-CMA—NaLS为0.73×10³M^-1,表明与阴或阳离子的受物均可形成稳定包结络合物,稳定程度由受物烃链疏水性决定.Na-CMA的最大结合部位对于CTACl,LTAI,NaLS分别为7.7,9.8,10与形成6-螺旋和受物分子相对长度推算出的数值很接近.从Na-CMA—CTACl包结常数与温度的关系求得包结过程的热力学参数为ΔG₂₉₈=-5.7kcal/mol,ΔH₂₉₈=3.5kcal/mol,ΔS₂₉₈=7.6 e.u..说明包结驱动力不同于典型疏水作用的熵控制和环葡萄糖包结的焓控制机制.根据粘度和表面张力的测定提出了这种包结过程伴随着Na-CMA链从紧密线团至间断螺旋的构象变化,反映出Na-CMA与环葡萄糖不同的特性,看来更适合于作为生物大分子识别受物的模型.     

螺旋构象的微环境效应——在二甲基亚砜-水二元溶剂中糖淀粉的疏水-亲脂包结作用

本文利用表面张力、粘度、电子吸收光谱、电导和旋光谱等方法,研究了在二甲基亚砜(DMSO)-水混合溶剂中糖淀粉的大分子构象及其与极性探针——N-乙基-4-十六烷氧羰基-吡啶盐碘化物(1)相互作用而形成螺旋包结结合物的结果。文中指出,随溶剂DMSO含量的减少,糖淀粉分子构象从僵直链的规整螺旋转变至由无规线团区连结的松弛和扩展的螺旋,伴随着粘度和旋光谱的明显变化。糖淀粉与1的相互作用机制随溶剂组成变化而不同。当溶剂中DMSO的体积分数Φ_(DMSO)在大于0.70左右的区域时,作用方式类似于偶氮染料,是缔合定位于螺旋区的外围;小于此区域,则受物进入螺旋内穴而形成螺旋包结络合物,旋光谱的研究结果表明此时受物1在其紫外吸收峰位置出现新的负Cotton效应,即处在高手征性环境中的非手征性受物1被诱导出不对称性。由表面张力-浓度曲线,电导等方法测定的包结络合平衡数据给出,特性解离常数K_d~*与溶剂组成关系极大,包结驱动力系自本体相转移至非极性相的疏水-亲脂相互作用,得出的最大包结部位数小于30,也支持了形成螺旋包结物的结论。     

螺旋构象的微环境效应——羧甲基糖淀粉钠(Na-CMA)对各碘代N-烷基3-羟基吡啶羧酸酯水解的催化效应

本文在存在和不存在羰甲基糖淀粉钠盐(Na-CMA)的条件下对N-烷基吡啶羧酸酯(2—5)的水解进行了研究。在不存在Na-CMA时,以HPO_4~=和CH_3CO_2~-作为亲核试剂,4个受物的水解都遵循二级反应动力学。但当存在Na-CMA时,水解则随受物结构不同而各异,即2和3的水解不受加入Na-CMA浓度多少的影响,但具有长疏水链的受物4和5的表观水解速度常数k_(obs)与Na-CMA浓度的关系符合Michaelis-Menten饱和动力学,各种实验结果表明Na-CMA与受物形成了催化剂——受物的螺旋包结超分子络合物。超分子内催化(k_c/K_d)的效率与相应本体相中以CH_3CO_2~-为亲核试剂之催化碱水解速度常数k_2相比,对受物4和5分别为3.7×10~4和1.7×10~4倍。 活化参数的结果反映出4和5在螺旋内穴中所处地位的差异,对于4的水解,分子内催化是熵有利的,但是对于5则是活化焓项有利。活化自由能的减少与受物包结过程中释放的自由能相近,由此可能提供了通过络合能降低反应活化自由能的一个实例。     

疏水-亲脂相互作用对反应活性的影响 13: 羧甲基糖淀粉钠催化酯水解的溶剂效应

在H_2O,Mo_2SO-H_2O,Dioxane-H_2O,t-BuOH-H_2O体系中,羧甲基糖淀粉钠(NaCMA)对不同链长的羧酸对硝基苯酚酯的水解有显著的加速作用,并表明,即使在受物发生部分簇集的情况下,NaCMA的催化作用仍呈饱和动力学。讨论了有机溶剂、受物的链长、受物的聚集状态对包结络合物的解离常数K_d及催化酯水解速率常数k_o的影响。实验结果表明,NaCMA-受物包结络合物在纯水中最稳定,有机溶剂的存在不同程度地降低了NaCMA催化酯水解的能力和包结络合物的稳定性。     

疏水-亲脂相互作用对反应活性的影响 13: 羧甲基糖淀粉钠催化酯水解的溶剂效应

在H2O, Mo2SO-H2O, Dioxane-H2O, t-BuOH-H2O体系中, 羧甲基糖淀粉钠(NaCMA)对不同链长的羧酸对硝基苯酚酯的水解有显著的加速作用, 并表明, 即使在受物发生部分簇集的情况下, NaCMA的催化作用仍呈饱和动力学。讨论了有机溶剂、受物的链长、受物的聚集状态对包结络合物解离常数Kd及催化酯水解速率常数kc的影响。实验结果表明, NaCMA-受物包结络合物在纯水中最稳定, 有机溶剂的存在不同程度地降低了NaCMA催化酯水解的能力和包结络合物的稳定性。     

亚硫酸四氟乙二醇酯的环断裂反应

含有亚硫酸四氟乙二醇酯(1)的四氟乙烷磺内酯(2)与H(CF_2)_4CH_2OH和三乙胺反应可获得草酸酯(CO_2CH_2CF_2CF_2—CF_2CF_2H)_2(3)。化合物(3)生成的机理解释为由于1的破环,生成了SOF_2和(COF)_2,后者进一步与H(CF_2)_4CH_2OH反应生成3。 3与二乙胺反应生成Et_2NCOCO_2CH_2(CF_2)_4H(4)。3和4皆为新化合物。     

在烷氧自由基的β-断裂中形成·CF_3和·CH_3的相对难易度研究

形成全氟烷基与碳氢烷基的相对难易度的直接比较问题,是一个根本性问题,但至今未获解决。我们用改进的方法成功地合成了新的次氯酸醋CF_3C(CH_3)_2OCl和CCl_3C(CH_3)_2OCl;又参照Kinillov方法,合成了新的二烷基过二碳酸酯(CF_3C(CH_3)_2OCO_2?_2,并对上述化合物在CCl_4溶液中的热分解反应进行了详细的研究。通过测定相应的烷氧自由基的β-断裂产物的方法,第一次可靠地给出了在烷氧自由基的β-断裂中,·CH_3与·CF_3,·CCl_3与·CH_3形成的相对难易度。     

含萘（2,6）生色基的合成双分子膜研究

本文首次了报道系列单链、2,6-取代萘刚性生色基的双亲化合物C_nNaph(2,6)C_4N~+(CH_3)_3(n=16,12,7,4),C_(12)Naph(2,6)PO_4~-和C_(12)Naph(2,6)C_4N~+(CH_3)_2CH_2CH_2OH的合成。分别用AEM、~1HNMR和DSC考察了该系列化合物在稀水溶液中的自组织行为、聚集体内分子运动和物相变化。当n≥7时,该系列双亲化合物在稀水溶液中可自组织形成双分子层结构,亲水基团的种类直接影响双亲分子的自组织形态。     

^1H弛豫研究具有表面活性的探针: 2-氯-N-十二烷基吡啶盐碘化 物(CDPI)在不 同集合体内的动态行为

本文报道具有表面活性的探针——2-氯-N-十二烷基吡啶盐碘化物(CDPI)的疏水碳氢链在几种包结体(胶束、包结在环糊精(β-CD)中以及包结在甲基直链淀粉(MA))中的~1H核磁弛豫时间.通过比较CDPI中碳氢链的CH_3、(CH_2)_9的T_1及T_1(CH_3)/T_1(CH_2)_9的变化,发现CDPI的运动自由度按下列次序降低:游离态、包结在β-CD中、胶束状态、包结在MA中.顺磁离子Mn~(2+)对CDPI内各种质子的T_1的影响随其所处之包结体不同而变化.在胶束和甲基直链淀粉体系中,烷链的T_1几乎均不受Mn~(2+)的影响,说明水合Mn~(2+)不能进入CDPI胶束或甲基直链淀粉的螺旋内穴.     

疏水-亲脂作用对反应活性的影响

本文在t-BuOH-H₂O,Me₂SO-H₂O等六种有机溶剂-水二元体系中用动力学方法研究了:(1)疏水-亲脂作用对不同链长的脂肪酸酯 —C₇H₁₅,—C₁₁H₂₃,—C₁₅H₃₁)水解行为的影响;(2)竣甲基糖淀粉(Na-CMA)催化酯水解机理的探讨;(3)长链酯簇集与其被糖淀粉包结之间的竞争;(4)疏水取代基常数的反应活性之间相关分析的新探索。     

碳氟型及碳氫型乳化剂对苯乙烯及α,β,β-三氟苯乙烯乳液聚合速度的影响

用膨胀计法研究了在不同乳化剂存在下,苯乙烯及α,β,β-三氟苯乙烯的乳液聚合速 度,所用的乳化剂是:碳氟链型乳化剂H(CF_2)_nCOOK,n=6,8,10,和CF_2Cl(CFClCF_2)_3COOK及碳氢链型乳化剂H(CH_2)_nCOOK,n=8,11。在所有情况下,α,β,β-三氟苯乙烯的聚合速度都低于苯乙烯。用碳氢链羧酸盐作乳化剂时,苯乙烯与α,β,β-三氟苯乙烯的聚合速度大于用碳氟链羧酸盐作乳化剂时的聚合速度,在ω-氢全氟羧酸钾系列中,H(CF_2)_nCOOK,n=6,8,10,用n=8的羧酸钾作乳化剂时单体的聚合速度最大。     

有机氟化学的新进展

本文综述氟有机化学的最新进展。论及:1.气溶胶直接氟化法,新的温和的氟化试剂——CH_3CO_2F,N-氟代二氢吡咯酮,R_F(?)(C_6H_5)CF_3SO_3(?)和喷雾干燥的KF。2.合成全氟烷基磺酸的新方法,如全氟烷基碘在金属活化下与SO_2在DMF中的反应,又如I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F与C_2F_4调聚和全氟卤代烷的亚磺化脱碘反应。3.惰性—CF_2—及—CF_3的新反应,如五氟一氯丙酮与KF的反应,多氯氟乙烷与硫酚钠的反应。4.具有生理活性的氟化物,如抗癌物fluorosesqisiloxane,杀虫剂29-fluorositosterol。     

部花青染料与糖淀粉、羧甲基糖淀粉和环糊精包结络合的初步研究

对于糖淀粉(CMA)及环糊精(CD)与各种受物形成的包结络合物,其本质是非极性键合,即受物分子离开极性较大的体相,进入极性较小的宿主内穴,这种体相与内穴中极性的差异在很大程度上决定了宿主-受物包结络合物的稳定性.同时,宿主内穴所提供的低极性微环境也直接影响到内穴中受物的反应性.因此,对宿主内穴特性的研究是非常重要的.Bender曾通过脱酸反应速度的改变测得 CD 内穴的介电常数相当于二氧六环.我们也曾报道用     

曙红酯与紫精的分子内及分子间的电子转移

合成了以—(CH_2)_1O.—相连的曙红和丁基紫精的二元化合物,运用吸收光谱,荧光光谱及荧光寿命,研究了分子间及分子内的光致电子转移过程,及加入β-环糊精或糖淀粉对二元化合物体系的影响.结果表明:分子内比分子间的作用显著增强,加入环糊精或糖淀粉后,其与二元化合物形成包结络合物,使电子转移的过程得到改变.     

螺旋构象的微环境效应——2.羧甲基糖淀粉钠对各种碘代N-烷基3-羟基吡啶羧酸酯水解的催化效应

前文^[1]中我们已报道,糖淀粉[聚α-(1,4)D(+)-葡萄吡咯糖]的羧甲基钠盐(Na-CMA)(1)可与具有合适疏水基团的受物形成相当稳定的螺旋包结物结构,在包结过程中伴随着高分子链从线团至间断螺旋的构象变化.本文将报道如此形成的螺旋包结结构对催化酯水解反应所提供的特殊微环境效应.所用羧甲基糖淀粉钠^[2]的数均分子量为6.27×10⁴;置换度为0.41.受物为各种碘代N-烷基3-羟基吡啶羧酸酯2～5,乃自3-羟基吡啶与各相应的酸酐反应得到3-羟基吡啶羧酸酯,再与碘代烷反应而制备.     

阳离子碳氢/碳氟表面活性剂与中性高聚物相互作用的研究

研究了阳离子碳氢表面活性剂十二烷基三烷基溴化铵[C12H25N(CnH2n＋1)3Br, n＝1, 2, 3, 4]和阳离子碳氟表面活性剂F[CF(CF3)CF2O]2CF(CF3)CONH(CH2)3N(C2H5)2CH3I (FCI-2)分别与中性高聚物聚氧乙烯(PEO, 分子量20000)和聚氧乙烯-聚氧丙烯三嵌段共聚物[(EO)76(PO)29(EO)76, F68]的相互作用. 结果表明, 所用的碳氢阳离子表面活性剂与PEO和F68均无相互作用, 但碳氟阳离子表面活性剂FCI-2与PEO和F68均具有明显的相互作用, 而且F68与FCI-2的相互作用强于PEO与FCI-2体系. 结果也初步表明碳氟表面活性剂与高聚物的相互作用强于碳氢表面活性剂-高聚物体系.     

多氟烯烃和炔烃的钯催化氢化

本文报道Pd/Al_2O_3(1%)催化剂催化氢化CF_3CCl=CClCF_3,CF_3CCI==CHCF_3和CF_3C=CCF_3等多氟烯烃和炔烃的结果。经1~H和(19)~F核磁共振、质谱、红外等分析,证明了用制备色谱分离后的氢化产物主要成份的结构。前二者的氢化产物中主要是CF_3CH_2CH_2CF_3和CF_3CH_2CHClCF_3的混合物,而CF_3C=CCF_3氢化后只生成CF_3CH_2CH_2CF_3。     

螺旋构象的微环境效应 7.二甲基亚砜-水二元溶剂的组成对糖淀粉催化或抑制酯水解行为的影响

在二甲亚砜(Me_2SO)-水缓冲液的混合溶剂中,糖淀粉(A)能催化对硝基苯基十二酸酯的水解.我们观察到溶剂组成对糖淀粉的催化或抑制作用有明显的影响,即糖淀粉的催化效率k_(obs)/k_(un)随Me_2SO的体积分数(Φ_(Me_So))的增加而单调下降,并经历了由催化至抑制的过程.转折区在(Φ_(Me_So))=0.70,正好对应于糖淀粉与长链受物相互作用方式自螺旋包结络合物至超螺旋络合物的变化,再次证明了形成螺旋包结络合物对发挥催化效率的重要性.从磷酸缓冲液内的实验结果可以看出,即使在螺旋包结络合的情况下,除了OH~-和烷氧基离子外,缓冲离子亦作为亲核体对酯水解有所贡献,与硼酸缓冲液体系相比,在磷酸缓冲体系中k_(obs)-糖淀粉浓度曲线在高浓度区下降更多,这表明磷酸根离子具有更强的与糖上羟基配合的能力,从而抑制水解进行.从修正的Lineweaver-Burk图求出抑制络合物解离常数K’_d=0.046mM,小于硼酸缓冲液体系内的K’_d(0.14mM).     

全氟和多氟烷基磺酸的研究——ⅩⅤ.由α-氟砜基二氟甲基乙酸甲酯形成二氟卡宾和氟砜基二氟甲基阴离子

FO_2SCF_2CO_2CH_3(1)和许多亲核试剂作用时很容易发生脱羧甲基分解反应。例如X~-(Cl~-,Br~-,I~-)CNS~-,Et_3N,C_5H_5N等都可以进攻其甲基碳,接着消去CO_2,SO_2和F~-而产生:CF_2。在非水有机溶剂中,脱羧后极快地同时消去SO_2,F~-形成:CF_2;但在含水有机溶剂中,则先形成中间体FO_2SCF_2~-,它可被质子捕获生成HCF_2SO_2F(2)。大部分仍继续消除SO_2和F~-产生:CF_2。烷氧阴离子不能类似地将1分解,而是进攻1的硫原子得到相应的磺酸酯CH_3O_2CCF_2SO_2—Z(10)(Z=OCH_2CF_2CF_2H,OC_6H_5)。在无溶剂情况下,Et_2NH也能使1分解而形成:CF_2,还伴有少量进攻羧基碳的产物FO_2SCF_2CONEt_2(11)。