水溶液中几种芳香族氨基酸π-π自堆叠作用

利用精密的流动混合微量热法测定了298.15 K时D/L.色氨酸、L-色氨酸、L-组氨酸和L-苯丙氨酸四种天然芳香族氨基酸水溶液的稀释焓,根据所建立的拟等步自堆叠作用的化学模型对实验数据进行了处理,计算得到模型参数K△Hm·该化学作用参数与McMillan-Mayer理论模型中的焓对作用系数具有高度一致性,即hxx=K△Hm·结合文献报道的结果,认为芳核π-π自堆叠作用在本质上是一种特殊的疏水-疏水作用,一般表现为吸热效应;取代基空间位阻、芳核以外部分的静电、氢键和手性选择性作用等对芳核π-π自堆叠作用有显著影响;组合参数K△Hm实际上描述了芳核π-π自堆叠作用平衡及焓变的综合效应.     

芳环超分子体系中的π-π作用

π-π作用是芳环超分子体系中广泛存在的一种重要的弱相互作用. 本文对π-π作用的特征、形式、有效参数和表征方法等作了比较全面的综述, 同时小结了影响π-π作用的一些重要因素, 最后还概述了近年来π-π作用在超分子组装、不对称催化、有机半导体材料等领域的研究进展.     

应用于药物传输系统的聚合物纳米粒

载药聚合物纳米粒具有良好的组织靶向性和缓控释性，本文简要介绍了聚合物纳米粒在药物传输系统中的特点，综合分析并讨论了纳米粒的制备技术及应用，展望了今后的研究方向。     

阳离子-π作用的研究进展

摘要阳离子-π作用是一种存在于阳离子和芳香性体系之间的相互作用,与一些经典的作用（如氢键、静电和疏水相互作用）相比,被认为是一种新型分子间作用,普遍存在于生物体系中,对分子识别、蛋白质和核酸的结构与功能起着十分重要的作用．本文结合我们课题组的研究工作,对生物体内存在的典型的阳离子-π作用,以及有关阳离子-π作用的实验与理论计算研究进行综述．     

阳离子-π作用的研究进展

阳离子-π作用是一种存在于阳离子和芳香性体系之间的相互作用,与一些经典的作用(如氢键、静电和疏水相互作用)相比,被认为是一种新型分子间作用,普遍存在于生物体系中,对分子识别、蛋白质和核酸的结构与功能起着十分重要的作用.本文结合我们课题组的研究工作,对生物体内存在的典型的阳离子-π作用,以及有关阳离子-π作用的实验与理论计算研究进行综述.     

基于分子间π-π相互作用形成的吖啶荧光化合物超分子结构及其性能研究

合成了10-甲基-1,2-苯并吖啶（10-Methyl-benzo[1,2]acridine,MBA）,用X射线单晶衍射方法获得了其单晶结构,结构分析结果表明,在MBA晶体中,由于存在分子间π-π相互作用,形成了一维无限伸展的分子柱,用MBA制备了微米晶体,通过调控反应物的浓度可以获得长方和线状的微米晶体,用荧光显微镜考察了微米晶体的形貌,研究了MBA的紫外吸收和荧光发射光谱性质,实验结果表明,MBA是一种具有蓝光发射特点的有机分子。     

氢键和π-π诱导的二维双层Zn(Ⅱ)配位聚合物的晶体结构和荧光性能

本文以间苯二吡啶(1,3-dpb)和4,4′-二苯醚二甲酸(H2oba)为配体,溶剂热合成了一个二维锌配位聚合物{[Zn(oba)(dpb)].H2O}n(1),对其进行了红外,热重,粉末单晶衍射等表征,配合物属于三斜晶系,空间群C2/c。相邻的Zn(Ⅱ)离子通过连接oba2-和dpb形成二维波浪形面,两个相邻的面相互互锁形成2D→2D的结构,并且面与面之间存在氢键。两组2D→2D的结构通过π-π作用进一步形成双层的二维超分子网络。此外,本文也研究了配合物的荧光性能。     

π-π作用下的VOPc/g-C3N4用于有效提升可见光光催化制氢性能

近年来,随着全球科学技术的进步和工业的不断发展,人们的经济生活水平有了极大的提高,但同时也造成能源短缺和环境污染问题,成为21世纪制约经济和社会进一步发展的严重瓶颈,因此开发和研究环保和可再生的绿色能源技术是一项紧迫任务.自首次报道用二氧化钛为电极、采用光电化学分解水制氢之后,光催化分解水制氢引起了人们极大的兴趣,并被认为是缓解全球能源问题的最有希望的解决方案之一.其中,实现有效的太阳能制氢生产中最关键因素是设计稳定、高效和经济的光催化剂,并且能够利用可见光区进行工作(入射到地球上46%的太阳光谱是可见光).聚合物石墨相氮化物(g-C_3N_4)作为一种对可见光响应的新型无机非金属半导体光催化剂,被认为是一种"可持续"有机半导体材料,目前已并被广泛应用于各种光催化反应中.但是由于其光生电子-空穴在动力学上具有相对较大的复合速率,单纯g-C_3N_4的光催化活性远远达不到人们的要求.因此,应该尽可能的提高电荷转移动力学来抑制g-C_3N_4中光生电荷的复合,从而提高光生电荷从g-C_3N_4转移至反应位点的迁移速率.在前期研究的基础上,本文利用钒氧酞菁(VOPc)分子通过p-p相互作用以修饰g-C_3N_4的表面和电子结构,从而提高其光生电子-空穴的分离效率,最终极大提升其可见光光催化制氢性能.本文采用紫外可见光谱(UV-vis),高分辨透射电镜(HRTEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR), X-射线能谱(XPS),稳态光致发光光谱(PL),时间分辨光致发光光谱(TRPL),光电流和阻抗等一系列表征手段研究了VOPc/g-C_3N_4(VOPc/CN)复合催化剂的结构和性质.FT-IR, XPS及mapping等结果表明, VOPc分子已经成功引入到g-C_3N_4表面且未对其晶相、电子结构及其纳米片结构产生显著影响;UV-vis结果显示, VOPc分子成功引入并通过非共价键的p-p作用连接.总之,引入VOPc分子即拓展了催化剂对可见光的响应区域,又有利于光生载流子的传递和光生电子-空穴对的有效分离.当引入4wt%的VOPc分子时, VOPc/CN复合光催化剂的产氢速率增加至65.52μmolh-1, 420 nm处的量子效率高达6.29%,是单纯g-C_3N_4的6倍.此外,该催化剂在可见光下连续照射反应20 h后,其光催化活性几乎没有降低,表现出良好的光化学稳定性.由于两者LUMO和HOMO轨道之间的良好匹配,在光催化过程中光生电子-空穴在VOPc和g-C_3N_4之间实现了空间分离,有效阻止了光生电子-空穴对的复合,因而g-C_3N_4光催化制氢性能显著提升.同时对比了利用NiS和Ni Px做助剂的g-C_3N_4的可见光光催化制氢性能.结果显示, VOPc/CN复合光催化剂具有较好的光催化性能.总之,本文通过一种简单、经济、有效的方法将两种新兴的功能材料有机地复合在一起,用于可见光照射下高效光催化制氢,为以后合理地开发用于太阳能转换的更为高效经济的材料提供了一个新的思路.     

氢键和π-π诱导的三重穿插的二维Zn(Ⅱ)配位聚合物的晶体结构和荧光性能

本文以(4-羧基苄基)-4,4′-二羧基二苯胺(H3L)和1,10-菲罗啉(Phen)为配体,溶剂热合成了一个二维锌配位聚合物[Zn(HL)(Phen)]n(1),对其进行了红外、热重、粉末单晶衍射等表征,配合物属于三斜晶系,空间群P21/c。相邻的Zn(Ⅱ)离子通过连接HL2-和Phen形成一维之字形的链,该一维链通过氢键和π-π作用进一步形成三重穿插的二维超分子结构。此外,还研究了配合物的荧光性能。     

基于π...π作用的Cu(II)超分子配位聚合物的合成、结构及性质

采用水热法合成了一种基于π…π作用构建而成的Cu(Ⅱ)的3D超分子配位聚合物[Cu L(phen)]n(1)(H2L=5-(咪唑甲基)间苯二甲酸,phen=1,10-菲咯啉),并利用元素分析、粉末XRD、红外光谱、紫外光谱、热重分析和单晶X-衍射分析的方法对其结构进行了表征。结构分析表明,配合物1的单晶为三斜晶系、空间群为Pī,在1中,作为桥基配体的阴离子L2-将Cu(II)离子连接起来构成了2D网络(Cu3L3)n,相邻的2D层又通过咪唑环间的π…π作用连接成了双层结构,这些双层结构又被处于平行分布的菲咯啉环间的π…π作用延展为稳定的3D网络。此外,本文还研究了配合物1的光化学性质。     

二苯并噻吩亚砜的单晶结构及其π-π堆积作用理论研究

采用X射线衍射法测定二苯并噻吩亚砜单晶结构,发现晶体中二苯并噻吩亚砜分子以反平行三明治式的结构Ⅲ和反平行位移式的结构Ⅳ两种堆砌方式交替堆砌形成有序π-π堆积晶体。二苯并噻吩亚砜单晶结构属于三斜型,空间群为P1,晶体参数为:a=0.84712nm,b=0.94137nm,c=1.20380nm,α=97.866°,β=106.2630°,γ=96.437°,V=0.9014nm3,R1(全部数据)=0.0348和ωR2(全部数据)=0.0814。利用BHandH/6-31 G**方法计算了二苯并噻吩亚砜分子间的π-π堆积作用,Ⅲ和Ⅳ堆砌模式的π-π堆积效应作用能相当大,其计算值分别为-36.06kJ/mol和-39.83kJ/mol,电荷分布表明正负电荷匹配是稳定晶体π-π堆积体系的重要因素。     

A型流感病毒M2通道蛋白开闭机制：His37和Trp41间的氢键及阳离子-π作用的计算研究

A型流感病毒的M2蛋白为一四聚的离子通道．实验结果显示，通道的通透性可能与His37间的氢键网络，以及His37-Trp41间的阳离子-π作用网络有关．以4-甲基咪唑间的氢键网络模拟通道His37间的氢键作用，以质子化4-甲基咪唑和吲哚芳环体系来模拟His37和Trp41间的阳离子-π作用，用量子化学MP2／6—311G＊＊方法开展计算研究．结果显示，氢键网络中咪唑环间的每个N—H…N氢键作用强度可达-6．2kcal．mol^-1；阳离子-π作用网络中的每对阳离子．兀作用最高可达-18．8kcal．mol^-1（T-型作用构象）或-12．3kcal．mol^-1（平行堆积型）．因此，我们计算得到的作用能表明，通过pH调控氢键作用和阳离子-π作用网络进而调控M2通道的通透性是可能的．     

α/β类蛋白折叠中π-π相互作用的特异性

以α/β类蛋白的2种典型折叠类型为研究对象,对205个低相似度蛋白样本中的π-π相互作用进行统计分析.计算结果表明,(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用的分布密度高于经典Rossmann折叠,且在关键的局部区域的差异更加显著;芳香族氨基酸在(α/β)8-barrel结构中更容易形成π-π相互作用;色氨酸对应的3种π-π相互作用组合在(α/β)8-barrel折叠中出现的几率显著高于经典Rossmann折叠;(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用形成复杂π网络的能力强于经典Rossmann折叠.上述结果表明,π-π相互作用在α/β类蛋白的不同折叠类型中存在特异性,其在稳定(α/β)8-barrel结构中的作用强于经典Rossmann折叠.     

纳米药物载体结合分子靶向在肿瘤化疗中的应用

纳米技术与肿瘤治疗中的化学疗法相结合具有广阔的应用前景,应用纳米技术设计药物载体递送化疗药物已经成为当前人类攻克肿瘤研究的一个重要手段。纳米药物载体与肿瘤靶向在化疗方面的应用,能够有效改善化疗药物水溶性和稳定性,提高药物利用率和抗肿瘤活性,降低对机体正常细胞组织的毒副作用,克服多药耐药性问题,进而提高肿瘤化疗效果和促进肿瘤化疗的发展进步。本文着重综述纳米药物载体系统及其靶向策略方面的研究现状与进展,并探讨纳米技术与化疗相结合攻克肿瘤的应用前景。     

卤素阴离子和取代苯间Anion-π作用强度的快速计算

A scheme that explicitly contains electrostatic, polarization, and dispersion interactions to rapidly simulate anion-π interactions is proposed and assessed by structural and energetic comparison with those produced via the complete basis set limit of the coupled-cluster singles and doubles plus perturbative triples [CCSD (T)/CBS] method for a set of X-…C₆H_6-nR_n complexes where X^-=F^-, Cl^-, Br^- and R=CN, F. We use the chemical bonds C≡N, C―F, and C―H of the substituted benzenes as bond dipoles. The electrostatic interactions are estimated by calculating the interactions between the charge of the anion and the bond dipole moments of the substituted benzene. The polarization interactions are described according to the variation of the magnitudes of the bond dipole moments with the local environment. The parameters needed are produced by fitting the high-quality CCSD (T)/CBS potential energy curves. Calculation results show that our scheme produces equilibrium intermolecular distances with a root-mean-square deviation of 0.004 nm and interaction energies with a root-mean-square deviation of 2.81 kJ·mol^-1 compared with the CCSD (T)/CBS results. The calculation results also show that our scheme reproduces the CCSD (T)/CBS potential energy curves well. These comparisons indicate the scheme proposed here is accurate and efficient, suggesting it may be a helpful tool to design and simulate relevant molecular materials.     

介孔二氧化硅纳米粒子应用于可控药物传输系统的若干新进展

通过对介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)载药机理、药物控释机理和靶向方法的介绍,对MSN在可控药物传输系统中的应用加以综述.     

铵离子与芳香π体系间阳离子-π相互作用的研究

本文通过电荷密度的拓扑性质和结合能的能量分解两个方面研究了NH₄⁺与甲苯、对甲基苯酚以及甲基吲哚间阳离子-π相互作用的大小及其作用本质。结果表明：芳香环上键临界点和笼临界点的分布方式的多样性反映了芳香环上的不同取代效应。其次，能量分解结果显示，虽然静电能和诱导能在阳离子（NH₄⁺）－π相互作用中占主导地位，但色散能和交换排斥能也是不可忽视的。另外，静电能和芳香π体系的键临界点上的电荷密度之间存在着很好的正相关性，这有助于进一步深刻理解阳离子－π体系中的静电相互作用。     

抗肿瘤药物输送系统

大多数小分子抗肿瘤药物均存在水溶性差、给药量大、体内半衰期短等问题,它们经口服或静脉注射给药后,只能通过自由扩散方式进入细胞,往往缺乏选择性,同时,对肿瘤细胞和正常细胞产生细胞毒性,具有较强的毒副作用,甚至对患者造成二次伤害。因此,它们在临床应用上受到很大限制。通过选择适宜的载体材料构筑抗肿瘤药物输送系统（如胶束、凝胶、纳米粒子等）,不仅可以延长小分子抗肿瘤药物的半衰期、降低其毒副作用,而且还可提高其溶解性和生物利用度,因而受到广大科研人员及制药企业的广泛重视。到目前为止,抗肿瘤药物输送系统的发展历史已有60多年,大致可分为传统型、智能型和靶向型三个不同的发展阶段。本文将从这三个不同发展阶段来综述抗肿瘤药物输送系统及其最新的研究进展,并对其未来的发展进行展望。     

基于生物大分子的纳米药物载体

生物大分子材料由于其可再生性、无毒性以及良好的生物相容性、生物可降解性和黏膜粘附性等特点成为药物载体研究的热点,尤其是将其作为纳米药物载体材料更加受人关注。本文首先对生物大分子纳米颗粒常用的制备方法--乳化法、自组装法和离子凝聚法进行了详细的介绍。由于乳化法在一定程度上破坏了生物大分子的生物相容性,因此自组装法和离子凝聚法是比较理想的制备方法。其中自组装法是利用两亲性的生物大分子,如蛋白质、多糖衍生物等在静电作用、疏水作用、范德华力等非键合作用力下组装成纳米结构;而离子凝聚法则是利用聚电解质与带相反电荷物质之间的静电作用形成纳米结构。接着本文对通过这些方法获得的生物大分子纳米颗粒作为蛋白类药物、抗癌药物以及基因药物的载体在近年来的研究进展进行了归纳和总结,结果显示其在药物缓释体系中具有广阔的应用前景。