γ-环糊精和波尼松龙的相互作用分子动力学模拟和自由能计算

运用分子动力学（Molecular dynamics,MD）和MM—PBSA（molecular mechanics／Poisson Boltzmann surfaeearea）相结合的方法预测了γ-环糊精（γ-cyclodextrin,γ-CD）和波尼松龙的包结模式．在MD模拟过程中,波尼松龙分别采用A环和D环两种取向从γ-CD大口端进入其空腔．在MD轨迹采样基础上,采用高效MM—PBSA方法计算了两种取向的包结自由能．结果表明,计算包结自由能值和实验包结自由能值非常吻合．进一步分析各个能量项,发现范德华相互作用能为包结的主要驱动力．通过比较两种取向的包结自由能大小,预测D环取向为优势包结模式．     

环糊精的微环境效应——Ⅱ.环糊精对萘嵌戊烯光化学二聚反应的影响

我们研究了β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)对萘嵌戊烯的包结作用,发现γ-CD可以和萘嵌戊烯形成1:2宿主-客体包结络合物,从而促进客体光化学二聚生成顺式二聚体。而β-CD和萘嵌戊烯只形成1:1包结络合物,因而阻止客体光化学二聚反应的发生。在萘嵌戊烯的β-CD水溶液中,加入丙烯腈,可以生成顺式交叉加成产物。     

环丙沙星与环糊精超分子体系的研究

利用荧光光谱法研究了环丙沙星与母体β-环糊精(β-CD)及其2种修饰衍生物羟丙基-β-环糊精(Hp-β-CD)、甲基-β-环糊精(Me-β-CD)形成的超分子体系,同时测定了3种超分子体系的猝灭常数和热力学参数.结果表明:环丙沙星与3种环糊精之间常温下均形成稳定的包合物;环丙沙星与3种环糊精包结过程中△G＜0和△H＜0,这说明环丙沙星与3种环糊精的包结能够自发进行而形成超分子体系,且反应为放热过程.通过对3种环糊精与环丙沙星的热力学数包结能力进行了比较,初步探讨了作用机理和影响包结能力大小的可能因素.     

5-邻硝基苯-10,15,20-三苯基卟啉-环糊精超分子体系研究

在中性磷酸盐缓冲溶液中,以紫外-可见分光光度法、荧光光谱法和1HNMR法研究了一种人工合成的非水溶性卟啉5-邻硝基苯-10,15,20-三苯基卟啉(简称o-NTPP)与3种母体环糊精α-CD、β-CD、γ-CD和β-CD的两种衍生物2,3,6-三-甲氧基-β-CD(TM-β-CD)、羧甲基-β-CD(CM-β-CD)之间相互作用形成的超分子体系,结果表明o-NTPP与TM-β-CD形成了1∶2的包结物,而与其它4种环糊精均形成1∶1的包结物。利用双倒数曲线法计算了o-NTPP-CD超分子体系的包结常数(k),同时对包结常数大小进行了比较,从而判断出5种环糊精对o-NTPP包结能力的大小,其中TM-β-CD表现出最强的包结能力。     

水溶性β-环糊精交联聚合物与分析试剂客体包结反应的研究

以环氧氯丙烷为交联剂, 合成了一种水溶性β-环糊精(β-CD)交联聚合物。与β-CD单体不同, 此种聚合物在与有机分子客体发生包结反应时, 聚合物中的β-CD单元具有协同作用。本文详细地研究了聚合物与一系列含有双客体的有机试剂的包结反应, 发现它在化合物的增溶以及分子吸收和荧光光谱的增强方面比β-CD单体具有更好的效果与功能。为超分子配合物在分析化学中的应用开拓了新的前景。     

环糊精二聚体的分子动力学模拟与自由能计算

采用分子动力学方法模拟了天然α,β,γ-环糊精（cyclodextrin,CD）二聚体以及6-O-（4-hydroxybenzoyl）-β-CD（HB-β-CD）二聚体在真空和水溶液环境下的结构和相互作用．利用自由能微扰方法计算了三种取向二聚体的结合自由能,以判断其稳定性差异．结果表明,在真空中由于分子间氢键作用,3种天然CD均以大口端．大口端为优势稳定取向,在溶液中三种天然CD二聚体平衡后的结构受到水的影响发生了很大的变化,且稳定性降低,而两个HB—β-CD形成的相互包结的二聚体的结构变化不大．自由能计算的结果表明,无论在真空还是溶液中,由于包结作用HB-β-CD二聚体的小口端-小口端为明显的优势取向,且稳定性要远远大于天然β-CD二聚体．     

六元瓜环与二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷的自组装模式

采用¹H NMR、 荧光光谱和紫外吸收光谱法考察了主体六元瓜环与合成客体二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷的自组装模式. 结果表明, 六元瓜环能与二氯化-1,8-二(2-苯并咪唑基)辛烷发生相互作用, 瓜环包结客体分子的苯并咪唑基团, 烷基链置于瓜环端口外侧. 自组装模式与主客体的摩尔比密切相关. 当主客体的摩尔比为1:1时, 1个瓜环包结客体分子的一端苯并咪唑基团形成棒槌形的包结配合物; 当主客体的摩尔比为2:1时, 2个瓜环分别包结客体分子的两端苯并咪唑基团形成哑铃型的主客体包结配合物.     

β-环糊精与Triton N-101相互作用的研究

用表面张力法及紫外光谱研究了β-CD与非离子型表面活性剂Triton N-101(TN)的包结体系.结果表明, TN的表面张力值及表观临界胶束浓度(CMC*)随β-CD浓度增加而增大,由于实验数据与所构建的1∶ 1包结的数学模型完全相符,由此推测β-CD与TN形成1∶ 1包结物.运用这一数学模型计算了TN与β-CD体系的包结平衡常数Ka(298 K),结果表明Ka值与β-CD浓度成正比.通过Ka值还计算了包结体系自由能变化.紫外光谱结果表明,在β-CD浓度较小时, TN 的疏水链优先进入β-CD内腔,而β-CD浓度较大时, TN 的苯环部分也进入β-CD内腔.     

环糊精与丹参酮ⅡA包合作用的研究

通过荧光光谱方法分别研究了丹参酮ⅡA在溶液的pH为7.5时与β-CD和γ-CD的包合常数,对客体的包结能力β-CD>γ-CD;并利用热力学方法研究了温度对包合反应的影响,计算了包合过程的熵变、焓变及自由能变化;分子模拟方法进一步证实了该包合物的形成;采用超声波法制备了环糊精与丹参酮ⅡA的固体包合物,并用红外光谱对固体包合物进行了表征.     

β-环糊精对丁吡吗啉的包合作用

采用紫外光谱定量研究了β-环糊精(β-CD)对新型杀菌剂丁吡吗啉的包结行为, 结果表明, β-CD与丁吡吗啉形成包结比为1∶1的包结物, 其包结常数随温度升高而减小, 表明包结是一个放热过程; 包结反应热力学参数ΔH, ΔS和ΔG均为负值, 说明包结反应是焓变驱动的自发过程.相溶解度实验表明, β-CD能显著提高丁吡吗啉在水中的溶解度, 有助于该产品剂型的水基化, 且包合对其杀菌活性没有明显影响. 对固态包结物的IR和2D ROESY分析表征表明, 丁吡吗啉以其苯环端从β-CD的窄端进入其空腔, 叔丁基进入到β-CD的阔端, 而分子中的其它部分位于空腔的窄端外.     

β-环糊精及其衍生物对灯盏花乙素增溶作用的研究

采用相溶解度法研究了β-环糊精(β-CD),及其衍生物羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)、单6-脱氧-氨基-β-环糊精(NH2-β-CD)和单6-脱氧-乙二胺-β-环糊精(en-β-CD)对灯盏花乙素的增溶作用,并测定了主-客体分子形成包合物的平衡常数。结果表明,当灯盏花乙素与上述5种环糊精形成可溶性包合物时,对应的相溶解度曲线均为AL型,说明其与环糊精的包合比均为1∶1;多种弱相互作用力协同作用于环糊精的包结配位过程,环糊精衍生物的取代基影响了主-客体配位能力。5种环糊精主体化合物对灯盏花乙素客体分子的增溶能力的大小为:en-β-CD>NH2-β-CD>HP-β-CD>SBE-β-CD>β-CD。     

用3种不同方法研究铬黑-T与β-CD的相互作用

本文以极谱法、荧光光谱法和紫外可见光谱法研究了铬黑-T与β-环糊精(β-CD)的相互作用。实验结果表明,二者可发生作用,形成铬黑-T-β-CD的超分子体系。此外,本文还分别采用极谱法和紫外可见光谱法对铬黑-T-β-CD的超分子体系的包结比和包结常数进行测定,包结比为1∶1,包结常数为6.05×106L/mol,并初步推断了铬黑-T和β-CD的结合形式。     

β-环糊精对聚氧乙烯十二烷基醚的双模式包结作用

通过表面张力法、浊点法、硫氰酸钴铵显色法和¹H NMR研究了β-环糊精(β-CD)对聚氧乙烯十二烷基醚(PL)的包结作用. 结果表明, β-CD可与PL形成2∶1和3∶1型两种超分子包结物, 表现出不同的物理化学性质. PL的疏水性烷基链被包络进β-CD空腔中, 形成了2∶1的超分子包结物;PL的亲水性聚氧乙烯基链被包络进β-CD空腔中, 形成了3∶1的超分子包结物. 结合实验结果, 通过比较β-CD和PL分子的大小, 提出了β-CD对PL分子两种可能的包结模式.     

基于高分子侧链主客体识别构筑光响应超分子水凝胶

制备了侧链含α-环糊精(α-CD)的聚丙烯酸(PAA-α-CD)作为主体聚合物,侧链含偶氮基团(Azo)的聚丙烯酰胺(PAM-Azo)作为客体聚合物.利用1H NMR、2D NOESY NMR方法测定了PAA-α-CD与PAM-Azo间的主客体作用.结果表明,PAM-Azo侧链的trans-Azo基团能够被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,而cis-Azo基团不能被α-CD包结.在一定浓度下,PAA-α-CD与PAM-Azo通过主客体间的识别能够形成超分子水凝胶,并且该凝胶具有光响应性.在365nm紫外光光照下,PAM-Azo侧链的trans-Azo转变为cis-Azo,不能被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,超分子水凝胶转变为溶胶.而在430nm的可见光光照下,PAM-Azo侧链的cis-Azo转变为trans-Azo,重新被PAA-α-CD侧链的α-CD包结,又可得到超分子水凝胶.     

β-环糊精与莨菪类药物包结反应的热力学研究

研究了β-环糊精与四种莨菪类药物的包结反应.微量量热法研究表明,反应中均生成1:1包结配合物,并测出各反应的热力学参数K,△G°,△H°与△S°.~1H NMR谱表明,药物分子被包结在β-环糊精分子疏水性空穴内.初步讨论了反应作用力的性质、客体分子的手征性及其分子空间环境对包结反应的影响.     

基于聚β-环糊精模板效应的可拉伸功能性超分子水凝胶

以β-环糊精与环氧氯丙烷的线形共聚物为大分子主体,以亲水性短链修饰的含可聚合双键的二茂铁单体为客体分子,利用二者间的主-客体包结络合作用,制备了一种新型的"大分子超分子交联剂".进而借助聚β-环糊精的大分子超分子模版效应,通过简单自由基共聚合反应,实现了基于β-环糊精与二茂铁客体分子间包结络合作用的可超长拉伸、抗刺、黏附性超分子水凝胶的制备.     

环糊精与丹参酮IIA包合作用的研究

通过荧光光谱方法分别研究了丹参酮IIA在溶液的pH为7．5时与β—CD和γ—CD的包合常数,对客体的包结能力β-CD〉γ-CD;并利用热力学方法研究了温度对包合反应的影响,计算了包合过程的熵变、焓变及自由能变化;分子模拟方法进一步证实了该包合物的形成;采用超声波法制备了环糊精与丹参酮IIA的固体包合物,并用红外光谱对固体包合物进行了表征．     

超分子体系中的分子识别研究(XXX)--氨基酸修饰β-环糊精对客体分子TNS的包结配位研究

近年来, 环糊精作为一类重要的分子受体(主体)选择性结合底物(客体)形成超分子配合物已经成为化学和生物化学等领域的研究热点之一. 在β-环糊精分子中引入特定的官能团, 可以扩展对客体分子的识别能力. 因此, 许多工作都致力于环糊精的化学修饰研究[1～3]. 我们曾报道的由亲电或亲核试剂修饰后的β-环糊精, 不仅改变了主体原有的分子键合能力, 而且扩展了主体对一些模型底物的分子识别能力[4,5]. 有关氨基酸修饰β-环糊精的报道尚不多见. 最近, 我们应用紫外和圆二色谱等手段研究了色氨酸修饰的β-环糊精对客体分子的配位包结作用, 取得了有意义的结果[6]. 为系统研究氨基酸修饰β-环糊精的分子识别行为, 进一步理解受体与底物分子间的弱相互作用力, 我们合成了3种新的氨基酸修饰的β-环糊精, 利用荧光光谱测定了它们对客体分子2-对甲苯胺基-6-萘磺酸钠(TNS)的包结稳定常数, 并从主-客体间的尺寸匹配等概念探讨了对于形成包结配合物的贡献.     

环糊精包结谷胱甘肽的机理

使用分子动力学模拟结合自由能计算的方法在原子水平上研究了谷胱甘肽与α-,β-和γ-环糊精的包结模式,计算了谷胱甘肽与3种环糊精之间6种可能包结过程的自由能变化.结果表明,谷胱甘肽的谷氨酸残基从α-环糊精大口端进入空腔最终形成的包结复合物最稳定;在该复合物中,谷氨酸残基的亚甲基链部分被完全包结在疏水空腔中,其氨基与羧基位于与α-环糊精的小口端,并与环糊精的伯羟基形成了氢键,同时半胱氨酸中的巯基位于环糊精的大口端,得到了有效的保护.因此,疏水相互作用和氢键相互作用构成了包结的主要驱动力.β-环糊精的优势包结模式与α-环糊精类似,但形成复合物的稳定性次之,而γ-环糊精由于空腔较大,优势的包结模式是谷氨酸残基从γ-环糊精小口端进入空腔,但所形成的复合物结构的稳定性最弱.     

荧光法研究羟基葫芦[6]脲与水溶性苯胺蓝的分子识别作用

采用荧光光谱法研究羟基葫芦[6]脲(HOCB6)与水溶性苯胺蓝(AB)、荧光素(FS)和甲基紫(MV)之间的包结作用。结果表明,HOCB6与FS和MV无相互作用,而与AB能形成1∶1型的HOCB6-AB内包结物,并测得HOCB6-AB包结物的包结常数为1.02×103L.mol-1。考察了溶液的pH值、常见有机溶剂、表面活性剂和金属离子等对该包结物的形成及荧光强度的影响,初步探讨了它们之间的作用机理。通过选用不同荧光探针作客体,揭示客体分子的大小和空间位阻对主客体包结物的形成具有决定性的影响,在空间匹配的条件下,通过疏水和氢键作用形成稳定的包结物。