氨基酸侧链与氧化鸟嘌呤碱基对体系的氢键作用

应用量子化学方法,分别在气相和水溶液中对氨基酸侧链与氧化鸟嘌呤碱基对(8-oxo-G∶C)形成的三体复合物的氢键键能、几何结构、电荷分布及二阶稳定化能进行了研究.结果表明,水溶液的存在削弱了复合物中的氢键强度,电荷分布变化明显,水溶液中形成氢键位点的电荷变化量约为气相中的10倍,而几何结构变化不明显、对于酶与DNA之间的相互作用的研究需在水溶液中进行.水溶液对带电三体复合物中8-oxo-G∶C与氨基酸侧链间的氢键有较大影响,键能平均减小了69.23 k J/mol,不带电复合物仅减小了3.60k J/mol.水溶液中三体复合物中8-oxo-G∶C间的氢键受侧链的影响不大,且与侧链带电与否无关,带电复合物和不带电复合物的氢键强度分别减小了24.57和30.05 k J/mol,且二阶稳定化能越大,其对应的氢键键长越短.     

β发卡多肽Trpzip4折叠的副本交换分子动力学模拟

采用副本交换分子动力学对β发卡Trpzip4重折叠进行研究,结果表明,构象空间存在较大能垒时,副本交换分子动力学(REMD)表现出比分子动力学(MD)更优的抽样效率.288 K下,Trpzip4势能、骨架均方根偏差、溶剂可及表面积(SASA)在REMD中呈逐渐降低趋势.采样得到两种特定形态的低势能构象:β发卡和螺旋-卷曲.β发卡中,第3组氢键Asp46容易与Thr49形成氢键;转角Thr49的羟基(OH)倾向于与Asp46的羧基(COO-)或主链上的C=O形成氢键,强化了Asp46与Thr49的相互作用,导致转角形成折回弯度;与Thr49相比,Thr51的羟基倾向与水分子作用,甲基朝内,因此与Asp46的侧链作用微小.螺旋-卷曲中,吲哚环-甲基为主要疏水形式.Trpzip4在折叠成β发卡过程中,转角氢键影响整个β发卡构象的形成.转角氢键具有距离优势和强侧链相互作用,最先形成.     

精氨酸侧链和核酸碱基间离子氢键作用强度分析

采用MP2/6-31+G(d,p)方法优化得到了22个由精氨酸侧链与碱基尿嘧啶、 胸腺嘧啶、 胞嘧啶、 鸟嘌呤及腺嘌呤形成的氢键复合物的气相稳定结构, 使用包含BSSE校正的MP2/aug-cc-pVTZ方法计算得到了复合物的气相结合能, 通过MP2/6-31+G(d,p)方法和PCM模型优化得到了复合物的水相稳定结构, 采用MP2/aug-cc-pVTZ方法和PCM模型计算得到了复合物的水相结合能. 研究发现, 精氨酸侧链与碱基间的离子氢键作用强度与单体间电荷转移量、 氢键临界点电子密度及二阶作用稳定化能密切相关. 与中性氢键相比, 离子氢键作用具有更显著的共价作用成分. 研究还发现, 精氨酸侧链和碱基间形成的氢键复合物的稳定性次序可以通过氢键受体碱基分子上氧原子和氮原子的质子化反应焓变进行预测, 质子化反应焓变越负, 形成的氢键复合物越稳定.     

含MPEG侧链的膦手性螺旋聚合物自组装材料的合成与表征

合成了一种新型含薄荷醇基苯氧基丙炔膦酰胺单体(1a)和含不同长度MPEG侧链的丙炔酸酯单体(1b～3b).采用柱层析及诱导结晶拆分对映体(1a),31P-NMR表征可知对映体1a可成功拆分,以(nbd) Rh+[η6-C6H5B-(C6H5)3]为催化剂,对单体1a进行均聚,单体1a与1b～3b进行共聚,制得产率42.6％ ～80.3％,相对数均分子量Mn=1.8×104～2.4×104的聚合物.圆二色光谱(CD)紫外(UV-Vis)表征发现聚合物具有很强的光学活性且能形成单一方向的螺旋构象.探究发现随共聚物中b嵌段分子量增加其螺旋性能逐渐增强,研究发现不同配比的CH3Cl/CH3OH混合溶剂对均聚物及共聚物二级结构的影响差异显著.聚合物在不同溶剂中可以组装成球形以及棒状等形态.     

聚烯烃／极性聚合物界面的分子状态

为了克服高分子共混物界面不易表征的缺点，提出用溶剂选择性溶解方法使界面暴露．结合Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）表征手段，研究了官能化聚合物，接枝型共聚物及带有反应性基团的聚合物作为共混物增容剂时在界面区域的分子状态．实验结果表明，作增容剂时，官能化聚合物在界面区内采取最有利的分子构象，充分发挥增容作用；接枝型共聚物主链、侧链向相应本体聚合物内扩散；而带有反应性基团的聚合物与某个本体聚合物发生反应之前存在反应基团在界面富集的过程     

侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜的制备及其阳离子交换膜的基本性能

采用两步一锅法,在聚砜(PSF)主链上键联了末端基为磺酸根基团的侧链,获得了疏水主链与磺酸根基团"微相分离"结构的磺化改性PSF。以氯乙基异氰酸酯(CEIC)为亲电试剂,使PSF主链上的苯环发生付-克烷基化反应,制得侧链含有活性基团—NCO的中间产物聚合物PSFeic;通过活性基团—NCO与对羟基苯磺酸钠(HBSAS)生成氨基甲酸酯的较快速的反应,获得了侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜PSF-sas。采用FT-IR、1 H-NMR及紫外分光光度法对目标产物聚合物PSF-sas的化学结构进行了表征。以PSF-sas为膜材,采用流延法制备了PSF阳离子交换膜,测定了交换膜的基本性能,包括离子交换容量、吸水率及质子传导率。研究结果表明,在路易斯酸催化剂作用下,CEIC与PSF主链上苯环之间的付-克烷基化反应可顺利进行,生成中间聚合物产物PSF-eic;以强极性的二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,反应24h,PSF-eic分子链中乙基异氰酸酯(eic)的键合量可达2.43mmol/g。在此基础上进行第2步反应,可得到磺酸根基团含量为2.23mmol/g的目标产物PSF-sas,所制备的阳离子交换膜,具有高的离子交换容量,适当的吸水率与高的质子传导率。     

α-氨基酸及其酯化物侧链对其β-环糊精复合物稳定常数的影响

为了探索α-氨基酸及其酯化物的侧链R基团对其与环糊精非共价复合物结合强度的影响,将一定摩尔比的β-环糊精(β-CD)分别与L型正缬氨酸(n-Val)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、天冬氨酸(Asp)、天冬氨酸-4-苄酯(Asp-4-benzyl ester)和天冬氨酸-4-叔丁酯(Asp-4-t-butyl ester)在室温下混合,反应平衡后采用电喷雾电离质谱进行竞争反应检测,并以改进的质谱滴定结合曲线拟合法计算结合常数.结果表明,它们均可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物.在2组竞争反应中,复合物的结合强度顺序分别为[β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]~+[β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]~+[β-CD∶Asp+H]~+以及[β-CD∶Phe+H]~+[β-CD∶Leu+H]~+[β-CD∶n-Val+H]~+.质谱滴定曲线拟合法测得[β-CD∶n-Val+H]~+,[β-CD∶Asp+H]~+,[β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]~+,[β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]~+,[β-CD∶Leu+H]~+和[β-CD∶Phe+H]~+的稳定常数(lgK_(st))分别为1.81,2.54,3.14,3.26,3.36和3.67,结合强度依次增强.竞争反应的定性分析结果与质谱滴定定量法测得结合强度结果的趋势一致.由于所选用的α-氨基酸及其酯化物客体的羧基端(—COOH)和氨基端(—NH_2)均相同,且都为亲水基团,仅有侧链R基团不同,因此在溶液中客体分子受疏水驱动与β-CD主体靠近并结合时,侧链R基团的疏水力和极性2个因素起重要作用.由于客体分子体积小,其碳端的羧基还可与β-CD大口或小口边缘的羟基形成氢键,使复合物更加稳定.     

不同提纯方法对竹木质素结构特性的影响分析

应用UV、FT-IR、GPC和GC-MS研究了不同制备方法提纯的慈竹磨木木质素(milledwoodlignin,MWL)的结构特性,结果表明慈竹木质素属于愈疮木醇-芥子醇-对香豆醇(GSH)型木质素,竹木质素侧链含有少量的α-β碳碳双键,慈竹中含有数量相当多的紫丁香基结构单元,且紫丁香基结构单元的含量高于愈疮木基结构单元的含量;慈竹木质素含有酯键,主要是对-香豆酸的羧基与酚羟基发生酯化反应生成的.经超声波辅助碱抽提的木质素相对分子质量分布比较均匀,乙醇抽提可以增加木质素的重均分子质量.慈竹木质素的紫丁香基单元(S-unit)存在大量的β-O-4的联接,竹木质素中松柏醇和松柏醛以及香豆醛和香豆酸的含量很少,木质素H单元的侧链γ-碳存在少量醚键联接,愈疮木基单元(G-unit)和S单元的侧链γ-碳不存在醚键联接.     

双亲嵌段共聚物P103对牛血清白蛋白构象的影响

利用傅立叶变换红外光谱和傅立叶变换拉曼光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)与双亲嵌段共聚物P103作用过程中蛋白质构象的变化规律。研究表明,当P103浓度较低时,BSA二级结构变化不大,当P103浓度为16 g/L或以上时,α-螺旋结构由45.9%降至40%以下,β-折叠结构升高,由6.1%增至17%左右,同时无规结构略微下降。P103的加入主要改变BSA分子内部氢键的结合方式,使α-螺旋结构转变为β-折叠结构;P103的加入还影响BSA中氨基酸侧链的微环境变化和蛋白质二硫键的构象变化。     

维生素B12模型分子侧链钴-氮键稳定性研究

维生素B12(VB12)模型分子[单腈六甲基-N-(3-咪唑基)丙酰胺钴啉酯高氯酸盐4b-4f],在甲醇溶液中用酸性缓冲溶液处理生成5b-5f.通过测定不同pH的缓冲溶液中的UV-Vis谱,计算了Co-N键的平衡常数,侧链氮原子与中心钴离子配位键的强弱次序为4d＞4f＞4c＞4e＞4b.     

突变对嗜热古菌蛋白[P62A]Ssh10b主链构象影响的核磁共振研究

嗜热古菌蛋白Ssh10b突变体[P62A]Ssh10b具有良好的热稳定性. [P62A]Ssh10b的结构测定结果显示, 其α2螺旋上残基K48和D51之间形成了一对盐键, 而且, 突变D51将影响蛋白的热稳定性. 为了探索D51的突变对蛋白热稳定性的影响, 构建了突变体[D51N/P62A]Ssh10b的质粒, 并获得了高纯度的15N和13C双标记[D51N/P62A]Ssh10b. 通过对异核三共振NMR实验数据的解析, 完成了对[D51N/P62A]Ssh10b的主链共振近乎完全的指认. 比较突变以及未突变蛋白质的主链1HN和15N化学位移, 在[P62A]Ssh10b的结构基础上进行分析发现, D51N突变显著地影响了α2螺旋骨架构象, 并进一步影响到古菌Lβ2α2loop区域、β4 的N端区域、Lβ3β4 loop的C端区域以及β3与Lβ3β4 loop的交界区域. 结果表明, 由于D51N突变破坏了α2螺旋上K48和D51之间的盐键, 影响了[D51N/P62A]Ssh10b的α2螺旋构象, 并影响到蛋白的其它相关部位的局部构象, 说明 [P62A]Ssh10b 的高热稳定性可能与其溶液构象密切相关. 为进一步运用NMR研究[D51N/P62A]Ssh10b分子结构特性与耐热机制间的关系奠定了基础.     

侧链磺化型聚砜质子交换膜的设计与制备及其性能研究

在制备氯甲基化聚砜(CMPSF)的基础上,以对羟基苯磺酸钠(HBSS)和羟基苯二磺酸钠(HBDSS)为亲核试剂,通过亲核取代反应,在聚砜(PSF)主链上分别键联了以苯磺酸根(BSS)和苯二磺酸根(BDSS)基团为末端基的侧链,制得了亲水磺酸根基团与疏水主链"微相分离"结构的2种侧链型磺化聚砜PSF-BSS和PSF-BDSS,并优化了制备条件.在对磺化聚砜产物进行充分表征(FTIR和1H-NMR谱)的基础上,采用流延成膜法制备了质子交换膜,测定了质子交换膜的基本性能,重点考察了质子交换膜"芳香性"主链和亲疏水微区"相分离"这2种结构因素对交换膜性能的影响.实验结果表明,在极性较强的溶剂中,CMPSF与羟基苯磺酸钠可顺利地发生亲核取代反应,于100℃经40 h反应可制得磺酸根键合量分别为2.07 mmol/g和2.11 mmol/g的磺化聚砜PSF-BSS和PSF-BDSS.所制备的质子交换薄膜具有较高的质子传导率(PSF-BDSS交换膜室温为4.7×10-2S/cm,80℃为8.1×10-2S/cm),优良的尺寸稳定性(室温溶胀率为8.6%,80℃溶胀率为30%),且具有良好的热稳定性与抗氧化稳定性.     

螺旋聚(N-炔丙基酰胺)的合成及侧基对螺旋结构稳定性影响

设计并合成了3种带有不同侧基的N-炔丙基酰胺单体(1~3),以红外、核磁、元素分析等技术对单体进行了表征;以[Rh]金属有机配合物为催化剂实施聚合反应得到高产率(近100%)的聚合物,聚合物具有高的立构规整性.利用紫外吸收谱图对聚合物的二级结构进行了表征,聚合物1与聚合物3分别在羰基的α和γ位有支链,聚合物不易形成螺旋结构;聚合物2在羰基的β位有支链,聚合物易于形成稳定的螺旋结构.表明相邻侧链上酰胺基团间形成的氢键及侧链间适当的空间位阻是聚合物形成稳定螺旋的关键因素.     

双环-HMX结构和性质的理论研究

在DFT-B3LYP/6-311G*水平上, 计算研究了高能化合物四硝基四氮杂双环辛烷(双环-HMX) α和β两种异构体的结构和性质. 比较分子对称性、分子内氢键和环张力等几何参数以及分子总能量和前线轨道能级等电子结构参数, 发现α比β稳定. 分子中N—N键较长, N—N键集居数较小, 预示该键为热解和起爆的引发键. 基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度. 运用统计热力学方法求得200～1000 K温度的热力学性质. 以非限制性半经验PM3方法探讨其热解机理, 求得各反应通道的过渡态和活化能, 发现热解始于侧链N—NO₂键的均裂. 还从理论上预测了该化合物的密度、爆速和爆压, 有助于寻求高能量密度材料(HEDM).     

基于萘基块新型开链冠醚的合成及晶体结构研究

以3,6-二溴-2,7-二羟基萘为起始原料,经与2-溴-N-苯基乙酰胺醚化,再用硼氢化钠和三氟化硼乙醚还原得基于萘基块新型的开链冠醚,两步总收率为96%.利用单晶X衍射研究其结构,晶体为三斜晶系,P-1空间群,a=9.588(3),b=10.898(3),c=13.060(4),α=103.190(4)°,β=93.953(4)°,γ=115.622(5)°,V=1176.0(6)3,Z=2,Dc=1.571 g/cm3,λ=0.71075 nm,μ(Mo Kα)=3.472 mm-1,Mr=353.22,F(000)=560.在晶体结构中,分子中的一个N—H基团与另外一分子形成双分叉氢键N—H…Br和N—H…O,进而组装成二聚体.这些中心对称的二聚体进一步通过C—H…π相互作用叠加成二维层状结构平行于(110)面.     

聚硅氧烷侧链甲基化β-环糊精键合交联手性毛细管柱分离对映体

合成了聚硅氧烷侧链的甲基化β-环糊精衍生物手性固定相,成功地进行了固载化,固载化程度高于90％.经测试,柱性能稳定,可在260℃下长期使用.暴露于空气中存放两年,柱效及选择性未见明显改变.对卤代烃及一些醇对映体的直接分离表现出良好的立体选择性,并应用于毛细管电色谱拆分手性化合物.     

光谱法研究钙离子对丝素蛋白溶解过程中结构的影响

为研究丝素蛋白在氯化钙溶液溶解过程中结构的阶段性变化特征,通过荧光光谱、紫外可见吸收光谱和拉曼光谱技术探讨了不同溶解时间下钙离子对丝素蛋白结构的影响情况。结果表明,在90℃左右,丝素蛋白与氯化钙溶液(Ca Cl2∶H2O=111∶180,质量比)作用0~30 min的时间段内,随着溶解时间的延长,钙离子逐渐渗透到丝素蛋白分子中,与丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)侧链羟基进行配位而形成螯合物,丝素蛋白逐渐溶胀,分子结构变得松弛,埋藏在非结晶区内的色氨酸(Trp)和Tyr也逐渐暴露出来,分子构象由β-折叠向α-螺旋或无规线团转变。此外,外源性荧光探针(ANS)的结果表明,随着溶解时间的延长,丝素蛋白中的疏水性基团逐渐暴露于溶液中。电镜结果表明,丝素蛋白在氯化钙溶液的作用下逐渐由带状转变为片层状,最终呈球状结构。这些结果对调控丝素蛋白在氯化钙溶液中的溶解过程有着较为重要的现实意义。     

含氨基酸侧链的有机硅高分子催化剂 ⅩⅤ.γ-(L-酪氨酰胺基)丙基硅氧烷钯催化剂的合成加氢活性及其结构表征

本文报导了四种不同N/Pd摩尔比的聚γ-(L-酪氨酰胺基)丙基硅氧烷钯催化剂的合成及其催化加氢活性,这类催化剂与聚γ-((L-酷氨酸)丙基硅氧烷钯催化剂相比较,虽然均具有类似的N→Pd配位的活性中心组成,但它们对底物的加氢活性则明显不同,前者对丙烯腈、丙烯酸、环己烯和1-癸烯的催化活性比后者高,对苯乙烯则相反。N/Pd摩尔比、反应温度、溶剂以及体系的pH值对催化活性的影响,两者的情况大致相同,标题催化剂对衣康酸的催化加氢,产物的光学纯度为30％。     

神华长焰煤大分子结构特征的研究

利用ASE 350型超声快速溶剂抽提仪,在高温高压下对神华长焰煤(SH)进行二硫化碳/N-甲基吡咯烷酮(CS₂/NMP)混合溶剂抽提,抽提率约为25%(质量分数)。将得到的抽提残渣(SHC)进行钌离子催化氧化(RICO)降解反应,并对产物进行了离子色谱(IC)检测和以四甲基氢氧化铵(TMAH,25%甲醇溶液)为衍生化试剂的热辅助-在线甲酯化后的气质联用仪(GC-MS)检测分析。结果表明,神华长焰煤大分子结构中含有C_2~28烷基侧链,C_2~22的连接芳环的烷基桥链,有相对较多的醚键链接的芳环结构存在,芳环缩合程度相对较低(主要以含有2~4个苯环的共轭结构为主),有较多的醚键链接的芳环结构及羟基(-OH)、羰基(=C=O)和甲氧基(-OCH₃)等形式含氧基团以及含硫和氮等杂原子化合物的存在。     

高Tg可溶含偶氮三嗪染料基团的侧链型共聚聚酰亚胺的合成与表征

采用两步法合成了两个系列侧链含新型侧氮三嗪染料发色团的共聚聚酰亚胺ＯＰＩ（ｘ）和ＰＰＩ（ｘ）。用红外光谱,紫外－可见光谱ＤＳＣ和ＴＧＡ等手段对其进行表征,它们均溶于强极性非质子溶剂,如ＮＭＰ,ＤＭＡｃ,ＤＭＦ,ＤＭＳＯ和１,４－丁内酯等。其截止吸收波长小于５００ｎｍ,在大于５００ｎｍ,波长范围内基本透明,这些共聚物的特性粘数在０．２５－０．５０ｄＬ／范围内,它们都表现出较高的玻璃化转变温度（Ｔｇ）,以刚性相对较大的均苯四甲酸二酐（ＰＭＤＡ）为二酐单体的ＰＰＩ（ｘ）的Ｔｇ在５７３Ｋ左右;以二苯醚－３,３′,４,４′－四甲酸二酐（ＯＰＤＡ）为单体的ＯＰＩ（ｘ）的Ｔｇ在５３３－５４３Ｋ之间,具基本与染料发色团含量无关,所有的共聚聚酰亚胺都表现出优良的的高温稳定性,其５％热失重温度比相应聚合物Ｔｇ高１００Ｋ以上。