竹红菌甲素光敏氧化反应机制

本文报道了在竹红菌甲素的光敏氧化反应中,原初反应产生了~1O_2、O_2~-和H_2O_2,在一些还原性底物(5-羟基色氨酸、色氨酸、组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等)的存在下,体系中形成的O_2~-量大大增加。证明了体系中的~1O_2是通过三重态的竹红菌甲素和基态氧进行能量传递形成的,O_2~-是体系中的竹红菌甲素负离子自由基和基态氧进行单电子转移的结果,H_2O_2是体系中存在的竹红菌甲素二价负离子还原基态氧的产物。在一些底物存在下,次级反应产生了·OH。我们也发现竹红菌甲素具有弱的抽氢能力而生成一些有机自由基,这些有机自由基的形成促进了各种活泼态氧的相互转化,因此我们认为竹红菌甲素的光敏氧化是各种活泼态氧和一些有机自由基综合反应的结果。     

竹红菌乙素与醇胺的作用

竹红菌是在我国首次发现,并用于临床的一种新的光敏色素,可作为光动力治疗药物,对于许多皮肤病有显著疗效。最近还发现,竹红菌能选择性地富集于某些肿瘤细胞,并有效地抑制其生长。竹红菌素含有两种主要成份:竹红菌甲(HA)和竹红菌乙素(HB),它们都是茈醌类衍生物。本文对HB 和乙醇胺反应后得到的三种主要产物的光敏氧化蒽的相对速度和自敏光氧化相对速度进行了测试。     

竹红菌乙素光敏氧化咖啡因反应的研究

本文研究了竹红菌乙素在醇类溶剂中光敏氧化咖啡因的反应及反应机制,分离并鉴定了产物,其主要产物为8位烷氧基取代咖啡因,同时通过氘代实验,叠氮化钠猝灭实验,不同氧分压实验及其它一些证据,证明这个反应是通过单重态氧机制进行的。     

竹红菌甲素光敏氧化吲哚类化合物的研究 I: 关于色氨酸光敏氧化机制的初步探讨

本文利用吸收光谱、荧光光谱和闪光光解研究了竹红菌甲素和色氨酸的相互作用.通过猝灭实验、氘代效应和溶剂效应探讨了竹红菌甲素敏化的色氨酸光氧化机制, 证明该反应是以单重态氧过程为主, 并辅以电子转移的机制. 另外, 考察了反应条件对反应的影响, 发现底物浓度、溶解氧浓度、溶剂的性质和溶液的PH值均对反应有很大的影响.     

竹红菌甲素光敏作用原初反应的特征

为了从光生物方面判别竹红菌甲素(Hypocrellin A)的光敏作用,本文用电子自旋共振(ESR)、自旋捕捉和消自旋等方法,探讨了HA光敏作用原初反应的特征。不仅观测到它产生~1O_2的作用,还首次观察到(?),·OH和(?)的产生,并且证实,活性氧产生可转变为非氧自由基生成。根据产生这些活性物质(瞬态产物)的原初反应特征,可能表明,竹红菌甲素对生物系统的光敏损伤机制,不只包括~1O_2的作用,而且尚与(?),·OH和非氧自由基的多重作用有关。     

竹红菌甲素光敏氧化吲哚类化合物的研究 I: 关于色氨酸光敏氧化机制的初步探讨

本文利用吸收光谱、荧光光谱和闪光光解研究了竹红菌甲素和色氨酸的相互作用.通过猝灭实验、氘代效应和溶剂效应探讨了竹红菌甲素敏化的色氨酸光氧化机制, 证明该反应是以单重态氧过程为主, 并辅以电子转移的机制. 另外, 考察了反应条件对反应的影响, 发现底物浓度、溶解氧浓度、溶剂的性质和溶液的PH值均对反应有很大的影响.     

单重态氧化学 VI: 胶束中竹红菌甲素诱导的二苯基异苯并呋喃光敏氧化反应动力学

本文研究了增溶于胶束内部的HA诱导的DPBF光敏氧化动力学。测定了DPBF在不同胶束中光敏氧化总速率常数, 分别为5.12×10^9(SDS), 2.31×10^9(Triton X-100)和6.21×10^9L/mol.s(TDPB)。实验证明胶束可有效猝灭单重态氧却不猝灭HA的激发三重态, 从而导致DPBF光敏氧化双分子反应可按假一级动力学规律处理, 可求出表观速率常数为1.52×10^-^3s^-^1(SDS)或1.54×10^-^3s^-^1(Triton X-100), 相应的半寿命为7.5min, 这些结果为HA在水溶液中的光动态行为的研究提供了依据。     

竹红菌甲素敏化氧化还原型谷胱甘肽中的类型Ⅰ和类型Ⅱ反应

本文研究了竹红菌甲素和还原型谷胱甘肽(GluSH)间的光诱导氧化还原作用。甲素是3,10-二羟基-4,10-苝醌衍生物。在GluSH作为电子给体时,甲素经受可见光诱导的单电子还原,生成年醌自由基或二氢甲素,取决于pH值,同时GluSH被氧化。甲素的单电子还原量子效率随pH值增加而增加。在充氧溶液中甲素敏化氧化GluSH的反应通过类型Ⅰ和Ⅱ的混合机制进行。用ESR检测到了通过Fenton反应产生的羟基自由基。在脂质体包裹的甲素溶液中用动力学测定方法证明了甲素敏化GluSH的氧化是通过类型Ⅱ机制进行的。     

单重态氧化学 VI: 胶束中竹红菌甲素诱导的二苯基异苯并呋喃光敏氧化反应动力学

本文研究了增溶于胶束内部的HA诱导的DPBF光敏氧化动力学。测定了DPBF在不同胶束中光敏氧化总速率常数, 分别为5.12×10^9(SDS), 2.31×10^9(Triton X-100)和6.21×10^9L/mol.s(TDPB)。实验证明胶束可有效猝灭单重态氧却不猝灭HA的激发三重态, 从而导致DPBF光敏氧化双分子反应可按假一级动力学规律处理, 可求出表观速率常数为1.52×10^-^3s^-^1(SDS)或1.54×10^-^3s^-^1(Triton X-100), 相应的半寿命为7.5min, 这些结果为HA在水溶液中的光动态行为的研究提供了依据。     

竹红菌甲素光敏活性的量子化学研究

利用密度泛函B3LYP/6-31G^*方法对茈醌类光敏剂竹红菌甲素hypocrellin A(HA)及其模型化合物的结构性质和分子内氢传递(IHT)过程进行了系统的计算研究,比较了各侧链对分子结构和IHT过程的影响.利用CIS/6-31G^*方法对HA的活性中心苝醌(PQ)及与其结构类似的一系列化合物激发态的IHT过程进行了研究.得到的主要结论包括:(1)常温下,处于基态的HA分子能够进行快速的分子内氢传递.(2)HA的几种模型化合物在基态时的IHT势垒、分子内电荷分布与HA差别很小,这说明侧链对IHT过程的影响不大.(3)HA模型化合物的IHT势垒与氧氢键键长变化和氢键键长变化呈良好的线性关系.(4)IHT反应中伴随着一个电荷分离过程,在氢传递过程中占主导地位的是静电相互作用,这说明此IHT过程本质上是质子转移过程.(5)共轭结构对该类分子的激发态IHT过程具有重要影响,总的趋势是对小共轭体系,单重激发态和三重激发态IHT反应的势能曲线分离,随着分子共轭结构的增大,两个激发态势能曲线逐渐接近,发生交叉的可能性以及交叉的程度也随之增大,即从单重态到三重态发生系间窜越的可能性也随之增大.由于分子内氢传递导致单重激发态和三重激发态势能曲线交叉,致使发生系间窜越,使体系三重态量子效率显著提高,从而提高了茈醌类光敏剂的光敏活性.这说明IHT过程对该类分子保持其光敏活性具有重要的意义.     

自卤仿产生二卤卡宾的单电子转移过程

研究了从卤仿和氢氧化钠生成二卤卡宾的反应,根据化学和物理研究证明,是一单电子转移(SET)的反应机理.在类卡宾、三卤碳阴离子和二卤卡宾间设有平衡存在,卤素交换是单电子转移过程中形成的三卤甲基和二卤甲基游离基所引起的,它优先于卡宾对C=C的加成而发生,反应的初始电子给予体是CX3主要电子接受体是过量存在的卤仿.     

在CO存在下六氟化铀的激光光敏反应的研究

本文以TEA CO2 激发光源丶CO为F原子清扫剂丶SF6为光敏剂,研究了UF6的红外光敏反应. 测定了CO分压丶激光频率丶能量密度和脉冲辐照次数对UF6 解率的影响. 测得反应产物中有COF2 存在, 反应速率丶能量密度和脉冲辐照次数对UF6解离的影响. 测得反应产物中有COF2 存在, 反应速率与UF6 分压呈一级关系. 同时, 还计算刀振动受激的SF6和UF6分子的态密度, 讨论SF6与UF6分子间的V-V能量转移及该光敏反应的机理.     

光氧化反应的研究 V: 氰基蒽敏化苊烯的电子转移光氧化反应

对于容易发生单线态氧(^1O2)反应的稠环烯烃能否在氰基蒽敏化下发生电子转移光氧化研究甚少. 作者曾报道了氰基蒽敏化的9-本甲叉芴的ET光氧化过程. 本文首次探讨了非交替稠环烃, 苊烯(AN), 在9,10-二氰蒽(DCA)或9-氰基蒽(CNA)敏化下的光氧化反应及其机理.     

氮氧自由基研究XIII.哌啶氮氧自由基与半胱氨酸在碱性水溶液中的反应动力学和机理

哌啶氮氧自由基与半胱氨酸在碱性水溶液中反应,生成胱氨酸和相应哌啶羟胺。用紫外光谱法测得反应动力学为二级,k=0.,1～1.0M[-1].h[-1],反应活化能Ea=68.2kJ.mol[-1],活化熵△S=-28e.u.,反应速率受介质pH影响较小,反应可能经历环状过渡态,并发生单电子转移反应,准一级动力学方法进一步证明,在介质pH8.6～11.6范围内,反应活化焓和活化熵的变化符合等动力学关系,表明反应机理在所研究的pH范围内一致。TLC和紫外光谱研究表明,哌啶氮氧自由基在碱性和中性水溶液中稳定存在,在酸性水溶液中发生自衰变反应。     

辅酶NADH模型物还原活化烯烃反应机理研究

对本课题组近年来研究的辅酶NADH模型物还原活化烯烃的反应机理进行了综述。对于辅酶模型物还原2-溴-1-苯基亚乙基丙二腈类化合物的反应,依赖辅酶模型物和底物的结构,反应可以按一步的负氢转移机理或按电子转移机理进行。用手性辅酶模型物进行这一反应,可得到具有中等光学活性的环丙烷衍生物。实验结果表明辅酶模型物BNAH与1,1-二苯基-2,2-二硝基乙烯的反应的过渡态具有部分双自由基和部分共价键形成的特征,为Pross-Shaik“曲线交叉模型”所预测的“中间机理”提供了直接的证据。BNAH与9-亚芴基丙二腈的反应经历电子转移和负电荷在9-位碳上的碳负离子中间体,动力学同位素效应为2.6。     

氮氧自由基研究:XXI,水溶液中哌啶氮氧自由基单电子还原反应机理的极谱研究

本文采用取样直流极谱, 常规脉冲极谱, 微分脉冲极谱和交流极谱考察了,2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶 -1-氧和2,2,6,6-四甲基-4-氧哌啶 -1-氧由基及2,2,6,6-四甲基哌啶 -1-氧自由基在水溶液中的还原反应, 并研究了它们的还原经历电化学过程 。     

氮氧自由基研究XVII:水溶液中哌啶氮氧自由基的电化学行为和自衰变动力学研究

循环伏安法研究表明,2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基和2,2,6,6-四甲基-4-氧哌啶-1-氧自由基,在水溶液中的单电子氧化电极反应的可逆性随介质酸性,扫描速度和自由基浓度增加而增加,表明电极氧化产物可进一步发生化学反应.     

竹红菌甲素半醌自由基的变化特点

通过研究竹红菌甲素半醌负离子自由基衰减的动力学,建立了甲素半醌自由基在624nm的可见吸收强度和ESR信号强度的平行关系.在624nm的可见吸收属于甲素半醌自由基的吸收.这个研究结果对研究甲素的半醌自由基具有实用意义.讨论了还原型谷胱甘肽存在下光诱导所产生的甲素 半醒自由基的衰变特点.     

降冰片二烯衍生物的染料敏化电子转移光异构化反应的研究

降冰片二烯及其衍生物的光异构化反应已有广泛的研究, 反应生成的四环烷衍生物是储能的重要化合物, 为了更好地利用太阳能, 并进一步提高光敏化异构化反应的量子效率, 本文选用了具有强荧光的吖啶染料为敏化剂, 利用它们的单重态电子转移来引发反应, 在这类染料的光敏作用下异构化成为四环烷储能化合物。