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.     

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.     

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     

萘磺酸盐与β环糊精衍生物的包结行为

以自组装方式在石英晶体谐振器的金电极表面修饰末端含巯基的β环糊精衍生物(βCDd),用石英晶体微天平(QCM)在线监测α、β萘磺酸盐与之发生包结反应的过程,探讨了温度、浓度、取代基位置对包结反应稳定常数Kin和速率常数ka的影响.从理论上推导并通过实验验证了Kin和ka所遵从的关系式.结果表明:所形成的包结配合物中βCDd与萘磺酸盐的化学计量均为1:1;包结配位反应过程符合Langmuir吸附模型;取代基在萘环上的位置对Kin和ka有很大影响,说明不同取代位置的萘磺酸盐与βCDd的包结行为存在明显差异.     

萘磺酸盐与β-环糊精衍生物的包结行为

以自组装方式在石英晶体谐振器的金电极表面修饰末端含巯基的β 环糊精衍生物（β CDd）,用石英晶体微天平（QCM）在线监测α 、β 萘磺酸盐与之发生包结反应的过程,探讨了温度、浓度、取代基位置对包结反应稳定常数Kin和速率常数ka的影响.从理论上推导并通过实验验证了Kin和ka所遵从的关系式.结果表明：所形成的包结配合物中β CDd与萘磺酸盐的化学计量均为1:1;包结配位反应过程符合Langmuir吸附模型;取代基在萘环上的位置对Kin和ka有很大影响,说明不同取代位置的萘磺酸盐与β CDd的包结行为存在明显差异.     

β-环糊精催化下联苯的气-固相溴化反应

β-环糊精(β-CD)是七个葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键连成的锥形环状分子,此环中的空腔是疏水性的,因而象酶一样,可提供一个疏水的结合部位来和一些几何形状及大小合适的有机和无机分子形成包结络合物,由于被包结的底物或试剂分子是处于一个低介电常数的微环境中,以及在反应位置上的特殊有利等等,使得环糊精催化下的有机反     

盐酸巴马汀与葫芦[7]脲的相互作用及荧光增敏机理探讨

采用荧光光谱法和核磁共振技术(1H NMR)研究了葫芦[7]脲(CB[7])与盐酸巴马汀(PAL)之间的超分子作用,无荧光的CB[7]可以与弱荧光的PAL相互作用形成1∶1的主客体包结配合物,同时产生强大的荧光发射,其包结稳定常数K=1.18×105 L.mol-1。热力学常数△G、△H和△S计算结果说明反应是焓变驱动。分子模型通过高斯密度泛函理论计算。在能量最小化结构中,PAL分子中含甲氧基的异喹啉部分进入CB[7]的疏水空腔,形成内包结物。苯环和异喹啉环的二面角从23.37°变为-8.09°。从而确定了PAL在CB[7]存在下产生强大的荧光发射的主要因素。此外,1H NMR研究和分子模型计算推导出了主客体之间相互作用的机理,确定了包结配合物的形成过程。     

四二茂铁甲酰基四氮杂对环蕃的合成

在设计和合成新的分子受体中环蕃担任了重要角色[1,2],可用于对映异构体和非对映异构体的分子识别[3,4],四氮杂对环蕃是人工模拟酶研究中发现的一类新化合物,也是主-客体化学中可以充当主体的一类重要化合物.对这一类化合物的合成及修饰,可能产生理想的酶模型用于加快反应速率,或选择性地控制反应.     

β-环糊精衍生物与萘系衍生物包结稳定常数的传感法测定

以自组装方式在石英晶体谐振器（QCR）的金电极表面修饰末端含巯基的β－环糊精衍生物（β－CDd），用压电石英传感器在线监测萘系衍生物与之发生包结反应的过程，探讨了温度、浓度、取代基数目和位置对包结配合物稳定常数（Kin）的影响，从理论上并从实验证明了Kin所遵从的关系式；结果表明，所形成的包结配合物的化学计量均为1：1，包结配位反应过程符合Langmuir吸附模型；β－环糊精衍生物对客体分子大小、取代基数目和位置等都有良好的选择区分功能。     

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.     

β-环糊精和甲酚包结体动态结构及平衡常数的NMR研究

环糊精简称（ＣＤ）是由至少六个环葡萄糖（寡糖）单元通过１,４糖苷键连接而成的筒状分子。每个环糊精分子都有一个中空的环状疏水腔,腔的窄端口连接伯羟基（６ＯＨ）,宽端口连接两类仲羟基（２ＯＨ、３ＯＨ）。ＣＤ的腔内含有分别由六至八个Ｈ（３）或Ｈ（５）原子（分别对应αＣＤ、βＣＤ和γＣＤ）构成的氢环及相应数量的醚氧构成的氧环。因此腔体的内侧是疏水的。ＣＤ的结构见图１。图１环糊精的分子结构示意图ＣＤ主体能和不同的客体分子依靠相互间非共价键力［１］而发生包结作用,包结的程度受主体疏水腔大小、腔口位阻和客体性质…     

七、八元瓜环与两种含香豆素单元的紫精衍生物的相互作用

合成了两个含有香豆素单元的紫精衍生物(简称[XDS-3CMV],[XDS-6CMV]).利用1H NMR,ESI-MS,UV-Vis以及荧光光谱分析方法考察了七、八元瓜环CB[n](n=7,8)与客体分子[XDS-3CMV],[XDS-6CMV]之间的相互作用.结果显示,两种客体均可与CB[n](n=7,8)分别形成稳定的包结配合物,烷基链长度以及瓜环空腔尺寸的差异影响主客体相互作用的模式.其中七元瓜环与两种客体分子的紫精部分作用形成1∶1的包结配合物;八元瓜环可以与折叠成U型结构的[XDS-6CMV]分子形成1∶1的包结物,而与[XDS-3CMV]分子则形成超分子聚合物.     

毛细管电泳法研究环糊精与芳香羧酸的相互作用

基于毛细管电泳同时测定了β-环糊精与苯甲酸、苯乙酸和邻羟基苯甲酸的包结常数及包结反应的热力学参数，从分子结构和热力学角度讨论了超分子化合物形成的规律。结果表明：氢键在超分子化合物中具有重要作用，环糊精与芳香羧酸的包结反应在热力学上呈现熵焓补偿效应。该方法快速、准确，并有较高的重现性。     

瓜环与含羟基功能基二胺包结配合物的晶体结构及相互作用的研究

合成并表征了含羟基功能基的二胺1,3-二(2-氨基苯氧基)-2-丙醇(客体). 利用X射线衍射方法研究了客体与八元瓜环Q[8]所形成包结配合物的晶体结构. 结果表明主客体间形成了1∶2的包结配合物, 两个客体分子分别从瓜环的两个端口进入瓜环内腔, 在腔内两个客体分子中的苯环间存在着π-π相互作用. 利用1H NMR技术及紫外-可见吸收光谱对主客体间的相互作用进行考察, 所得结果与晶体结构吻合.     

新型荧光化学敏感器的合成及性质研究

分子识别是超分子化学的一个重要方面.它是分子传递和酶催化的基础.以分子识别为基础,设计和合成了有光谱响应的荧光化学敏感器和离子显色试剂,在生物化学、临床医学、环境科学等与人类生命科学密切相关的领域中有着很强的应用背景.本论文系统总结了环糊精对有机分子的包结特征和包结作用对客体分子光物理性质的影响,以及用荧光发色团化学修饰的环糊精分子在识别研究中的发展状况.考虑到当前分子识别研究中的另一问题,即发展对阴离子物种有选择性响应的荧光化学敏感器和显色试剂,本论文还总结了目前在设计和合成阴离子接受体方面的发展状况和特点.本论文工作正是从以下两个方面进行了研究.     

客体分子所处晶穴结构不同对甲烷水合物稳定性的影响

采用分子动力学方法模拟了SⅠ型甲烷水合物受热分解微观过程,并对水合物分解过程中不同晶穴结构内客体分子对甲烷水合物稳定性的作用进行了研究.通过最终构象、均方位移和势能等性质的变化规律对分别缺失大晶穴和小晶穴中客体分子的2种水合物体系随模拟温度升高稳定性的变化进行了分析.模拟结果显示,随温度的上升,水合物稳定性逐渐下降直至彻底分解;而水合物分解速度与2种晶穴各自部分晶穴占有率相关,不能简单的通过整体晶穴占有率表示.对比相同注热过程中2种水合物体系分解状况,发现位于大晶穴内的客体分子对水合物稳定性影响更大,缺失大晶穴内客体分子的水合物更容易随温度升高而分解.     

苯甲酰基修饰环糊精衍生物的圆二色性与分子构象

环糊精(简称ＣＤ)分子的独特结构特点和性能使其成为超分子化学中重要的主体模型之一[1,2].ＣＤ及其衍生物在分子识别,模拟酶等领域的研究和应用受到广泛重视[3].光活性组分的超分子体系可通过光诱导能量传递进行选择性光化学反应[4].我们与日本Ｉｎｏｕｅ等以单(6ｏ苯甲酰基)βＣＤ为光增感剂,研究了顺式环辛烯的光异构化反应[5],但对于反应过程中ＣＤ衍生物构象有何变化,反应发生在ＣＤ空腔内还是空腔外等反应机理尚不清楚.为了研究环辛烯光异构化反应机理并提供新的光增感剂,我们合成并报导了一系列含发色团的ＣＤ衍生物[6,7].通过研究客…     

β-环糊精与尼古丁的包结配位作用

β 环糊精(β CD)是环状低聚葡萄糖,呈锥形体结构,具有独特的分子包结特性和识别能力,广泛应用于色谱分离、食品、医药等多种行业[1 5]。将卷烟过滤嘴用含β CD的浸渍液处理,可以在使用过程中滤除大部分尼古丁和烟油[6]。为了探索β CD与尼古丁分子的作用机理,本文通过紫外 可见光谱及核磁共振氢谱证实了在中性和碱性缓冲溶液中β CD与尼古丁均具有包结配位作用,并在碱性介质中,采用中和法制备了其超分子固体包结物。1　实验部分1 1　试剂和仪器β 环糊精:(汕头市光华化学厂,生化试剂,重结晶两次,110℃真空干燥12h);尼古丁:(上海第…     

芳香大分子和超分子螺旋管构筑及其功能

疏溶剂作用、氢键、静电作用、卤键和配位作用等非共价键作用力都可以用于控制芳香大分子和超分子的折叠和螺旋,由此形成的芳香聚合物螺旋管内径尺寸相对固定,内穴深度可调,作为主体分子可以识别或包结多种客体分子,通过络合能够产生手性诱导与传递和跨膜输送功能,也能够促进有机化学转化等。本文综述了由芳香砌块构筑的这类大分子和超分子螺旋管的构筑和功能。首先介绍了通过不同策略形成管状结构的背景,以及超分子和大分子方法的特点,着重介绍了由芳香酰胺、酰肼、三唑和乙炔重复链段的不同低聚物分子形成的分子管,并总结了形成超分子管的自组装策略,最后讨论了长高分子管的合成挑战以及这种结构独特的结构家族的新的潜在应用。     

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.