基于密度泛函理论研究聚醚类破乳剂的构效关系

油田采出液处理工艺中化学破乳剂的使用能够大大提升工作效率并且节约成本,其中聚醚类破乳剂的应用最为广泛,研究聚醚类破乳剂的构效关系对于新型破乳剂的研发及应用至关重要。本文首先对几种聚醚类破乳剂和反相破乳剂的破乳效果进行了评价和比较,然后根据沥青质分子的结构特点及现有聚醚类破乳剂和反相破乳剂的类型,选取了相应的模型分子,通过密度泛函理论(DFT)中B3LYP/6-31G基组得到其最优分子几何构型和静电势分布图,并利用泛函M062X/6-31G基组计算了聚醚类破乳剂模型分子分别与沥青质模型分子和水分子之间的相互作用能。结合聚醚类破乳剂和反相破乳剂的破乳性能评价结果,进而分析了聚醚类破乳剂的构效关系。结果表明,由理论化学计算结果所推测的破乳剂的破乳性能差异与其实际破乳效果相一致:具有支状结构、聚合度较高的聚醚类破乳剂的效果优于线型结构、聚合度较低的聚醚类破乳剂;酚醛树脂聚醚的破乳效果优于酚胺树脂聚醚,而反相破乳剂中则是多元醇聚醚类反相破乳剂的效果较优。该工作的开展表明采用密度泛函理论进行破乳剂的构效关系研究是可行的,能够为未来新型破乳剂的制备及选用奠定重要的理论基础和提供参考依据。

低温靶向再生活化剂与废橡胶再生胶性能的构效关系研究

为了实现废橡胶节能减排高品质再生,提出了低温靶向再生活化剂的设计理念,将含有-SH、-OH或-COOH的主再生活化剂(MS)与含有-OH或-COOH的次再生活化剂(有机酸A1)并用,在再生温度25~125℃下开展研究。结果表明:MS/A1具有协同效应,低温靶向再生胶拉伸强度和扯断伸长率分别达15.17MPa、360.65%,门尼黏度为79,达到了《再生橡胶通用规范》(GB/T 13460-2016)全胎胶粉优质品级R-T再生胶的性能要求,再生胶所含18项多环芳烃总含量小于20mg/kg,符合欧盟REACH法规(REACH-2009/48/EC)环保指标的要求。与高温再生工艺相比,低温靶向再生工艺节能20%~60%不等。

基于细胞模型和网络药理学探究儿茶素抗炎、抗癌的构效关系

目的:系统揭示茶叶儿茶素的抗炎、抗癌构效关系,并初步探究其背后的分子作用机制。方法:利用脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7和人结肠癌细胞HCT116为体外炎症、癌症模型,采用格里斯试剂法与四甲基偶氮噻唑蓝比色法分析比较儿茶素的体外抗炎、抗癌活性,借助网络药理学预测各儿茶素抗炎、抗癌的关键靶点与通路,并通过分子对接技术模拟各儿茶素与关键靶点蛋白的相互作用,比较各单体与关键靶点的结合能力。结果:8种儿茶素单体均有较强的体外抗炎、抗癌活性,酯型儿茶素的没食子酰基、焦酚型儿茶素B环的邻苯三酚结构和反式儿茶素C_(2)、C_(3)的反式构象使其具有更强的抗炎、抗癌活性,但酯型、焦酚型儿茶素的没食子酰基与其B环的邻苯三酚结构间存在拮抗效应;8种儿茶素通过多靶点、多通路发挥抗炎、抗癌活性,且没食子酰基有利于儿茶素与其关键抗炎、抗癌靶蛋白IL6、TNF、AKT1通过氢键结合。本文揭示了儿茶素的体外抗炎、抗癌活性及构效关系,为系统、深入阐释儿茶素的功能特性与分子结构等关系提供了理论和技术借鉴。

灵芝多糖的构效关系、提取工艺及药理作用研究进展

灵芝是一种广受欢迎的药食两用真菌,因其极高的药用价值而被广泛地研究和栽培。灵芝多糖作为重要的生物活性成分,具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎、降血糖、保护肝脏、调节中枢神经等作用。本文通过灵芝多糖的构效关系、提取工艺和药理作用3个方面做出了详细的归纳和阐述,以期为灵芝多糖的开发和综合应用提供理论依据。

石斛多糖的结构特征、生物活性、构效关系及产品开发进展

石斛是我国传统名贵的滋补药材,具有益胃生津、滋阴清热的功效,多糖是其主要的活性成分之一。通过查阅国内外近10年相关文献,系统总结常见石斛多糖的结构及生物活性。结果发现石斛多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、免疫调节、调节肠道菌群、降血糖、抗白内障等多种功效,且石斛多糖的生物活性与结构密切相关。研究认为富含甘露糖和葡萄糖的石斛多糖显示出更强的活性,乙酰基含量越高,其免疫活性越强;糖醛酸含量越高,其抗氧化能力越强。主链上的(1→4)-α-D-Glcp和(1→4)-α-D-Manp可能是与石斛多糖活性相关的关键结构,化学修饰如硫酸化、硒化和乙酰化能够增强石斛多糖的活性,而羧甲基化则降低了其活性。本文对近年来国内外关于石斛多糖结构特征、生物活性、产品开发的研究进展进行总结,并阐明其构效关系,旨在为促进石斛多糖的深度开发和应用提供重要的参考依据。

H_(2)O_(2)降解多糖的作用机制及降解产物构效关系研究进展

多糖因其优异的生物活性而备受关注,但由于其大分子结构较难以被人体直接利用。近年来,关于降解多糖的研究已成为新的热点,多糖的降解的方式有很多,其中自由基降解多糖有着对降解程度的可控性以及生产成本低等独特的优势。因此有必要了解多糖降解机制以及探究降解产物的构效关系,以期对多糖高值化利用。该文首先系统全面地介绍了H_(2)O_(2)产生自由基进而介导多糖降解的研究进展,重点阐述了H_(2)O_(2)产生自由基的机制,剖析了自由基降解多糖的机理,分析了自由基对于多糖降解产物构效关系的影响。该综述对多糖降解产物的生物构效关系解析和高值化开发提供理论依据。

食源性降血脂肽的研究进展:来源、作用机制及其构效关系

高脂血症是全球常见疾病之一,会引发一系列其他相关疾病,严重威胁人体健康。他汀类药物广泛用于治疗高脂血症,但长期服用会引发胃肠道疾病等,对人体健康造成负担。因此,开发研究更为安全健康的新型天然活性成分很重要。近年来,从食源性蛋白中制备能有效降低血脂水平的生物活性肽逐渐受到人们的关注。食源性降血脂肽主要通过降低胆固醇、甘油三脂,抑制胰脂肪酶、脂肪酸合成酶等方式达到降血脂效果,维护机体健康,相较于药物其副作用小、更加安全。本文就食源性降血脂肽的来源进行分类,并阐述了其作用机制和构效关系的最新研究进展,对其未来研究发展趋势进行展望,以期为降血脂肽的深入研究和相关功能性食品的开发提供参考。

果胶生物活性构效关系的研究进展

果胶作为一种天然多糖类物质,已广泛应用于饮料、酸奶、肉制品等食品中。近年来,随着果胶提取表征技术的发展和功能活性的不断开发,果胶发挥生物活性的机制途径及其构效关系成为研究热点之一。该文概述果胶的结构特征,分析不同来源、不同提取条件对果胶结构的影响,探讨果胶结构与其免疫调节、抗炎、抗癌、抗氧化、降血糖等生物活性之间的关系,以期为果胶的营养化、高值化开发利用提供科学参考。

植物源活性物质抗菌构效关系、抗菌机理及在食品中的应用研究进展

植物中抗菌成分种类众多,其分子结构的多样性造成了其丰富的抗菌机理。植物中抗菌成分包含多糖、多酚、生物碱、萜类等,具有较低的耐药性、较强的抗菌性和广泛的抗菌谱,其主要抗菌机理包括破坏细胞结构、调控基因表达、抑制细菌代谢活动、改变细胞膜电位等。该文对国内外植物源抗菌物质进行梳理,综述了植物源抗菌物质的种类、构效关系、抗菌机理、在食品中的应用等的研究进展,旨在为天然抗菌物质在食品、医疗、化工中的应用提供理论依据及研究思路。

基于氨基酸描述符对血管紧张素转化酶抑制五肽定量构效关系分析

本研究收集近些年报道的血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制五肽的氨基酸序列及抑制活性(半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))),建立ACE抑制五肽肽库,并将其氨基酸残基用Z-scales、VHSE和SVHEHS氨基酸描述符分别进行表述,以氨基酸残基的疏水性、立体性以及电性参数作为自变量,ACE抑制五肽的lg IC_(50)作为因变量,利用Matlab软件用偏最小二乘法建立ACE抑制肽定量构效关系(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型,结果发现基于Z-scales描述符构建的ACE抑制五肽QSAR模型R2为0.6411,Q^(2)为0.5369,模型预测五肽Gln-Arg-Pro-Asn-Met具有较高的ACE抑制活性,预测IC_(50)为0.0517μmol/L,实测IC_(50)为(0.0400±0.0083)μmol/L,预测值与实测值误差为0.0117μmol/L;基于VHSE描述符构建的QSAR模型R2为0.7636,Q^(2)为0.5081,模型预测五肽Leu-Arg-Ala-Phe-Gln具有较高的ACE抑制活性,预测IC_(50)为0.0438μmol/L,实测值为(0.0273±0.0053)μmol/L,误差为0.0165μmol/L;基于SVHEHS描述符构建的QSAR模型R2为0.8405,Q^(2)为0.4005μmol/L,模型预测五肽Tyr-Phe-Pro-Phe-Gln具有较高的ACE抑制活性,预测值为0.0055μmol/L,实测值为(0.0312±0.0042)μmol/L,误差为0.0257μmol/L。3种建模方法对比发现,基于SVHEHS描述符构建的模型拟合能力最强,但是其预测能力较弱,而Z-scales和VHSE描述符所建模型能很好地对五肽进行QSAR分析,通过模型分析发现ACE抑制肽活性与其氨基酸的疏水特征呈负相关,与立体特征呈正相关。将3种ACE抑制肽与ACE蛋白(2X8J)进行分子对接,结果表明3种ACE抑制肽均可与ACE蛋白进行结合。本研究可为开发ACE抑制肽药物提供新手段,为开发和利用食源性ACE抑制肽提供理论基础。

畜禽内脏源生物活性肽的制备、活性分析及构效关系的研究进展

禽畜内脏富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质,具有优良的抗氧化、抗炎以及抗衰老等作用,受到国内外研究人员的关注,但我国畜禽内脏资源利用率很低,造成了资源的极大浪费。利用禽畜副产物生产高附加值产品,可减少废弃物处理不当造成的环境污染,提高副产物综合利用价值,有助于畜禽资源的可持续利用。生物活性肽主要来源于植物、动物和微生物,具有降血压、抗氧化、抗菌、抗炎等多种功效,在食品、医药以及保健品等领域有着广阔的应用前景。目前国内外有关生物活性肽的报道主要源于乳制品、植物蛋白等,以畜禽类内脏为原料的研究报道较少,部分研究者对构效关系进行了较为深入的研究。该文归纳总结了畜禽类内脏制备生物活性肽的方法,讨论了禽畜内脏来源的降血压肽、抗氧化肽、抗炎肽、抗菌肽的活性及其构效关系,为未来更深层次的研究提供新的思路与方法,并对现存的技术问题以及今后的研究方向做出了展望。

植物精油成分气相色谱保留指数的全息定量构效关系

气相色谱保留指数(RI)是色谱分析中的重要参数,但通过实验获取RI值的过程较为繁琐,需要建立一种简便、高效、准确的模型来预测RI值。本文搜集了60种植物精油成分的RI实验值,构建了精油成分化合物的结构性质与RI值之间的全息定量构效关系(HQSAR)模型。当碎片大小(fragment size)、碎片特征(fragment distinction)和全息长度(hologram length)模型参数分别设置为“1~4”、“C,Ch”和199时,可以建立最优HQSAR模型。利用外部测试集验证和留一交叉验证对模型进行检验,经外部测试集验证的预测均方根误差(RMSEP)、预测决定系数(Q_(F3)^(2))、一致性相关系数(CCC)和平均相对误差(MRE)分别为40.45、0.984、0.968和2.20%;经留一交叉验证的交叉验证均方根误差(RMSECV)和MRE分别为72.56和4.17%。此外,HQSAR模型的分子贡献图表明,芳香族化合物的烷基链在连接了羟基基团后,其RI值会增大;脂肪族化合物中存在的长链烷基也会导致RI值增大。研究结果表明,所建立的HQSAR模型能够用于预测植物精油成分的RI值,并为其他精油成分RI值的预测提供可靠依据。

苦味抑制剂阿魏酸的构效关系

探索阿魏酸(ferulic acid,FA)羧基取代基团以及丙烯酸碳链长度对苦味抑制作用的影响。本实验使用分子动力学模拟,分析苦味受体与苦味抑制剂FA、4-(2,2,3-三甲基环戊基)丁酸和苦味激活剂安赛蜜相互作用的构象差异,以获得FA对苦味受体的抑制结构F4。基于F4的相互作用模式,构建系列FA衍生物,结合电子舌分析技术,探讨FA苦味抑制构效关系。结果表明在配体与F4相互作用模式相符的前提下,FA羧基取代基团氢键受体的电荷量与苦味抑制强度呈反比;FA丙烯酸碳链长度改性为二碳长度,会导致配体与关键残基相互作用不稳定,导致其苦味抑制强度降低,改性为四碳长度则增强其苦味抑制强度。FA作为新型苦味抑制剂,在改善食品食用品质方面具有开发潜力。

基于抗肿瘤作用的苦参碱结构修饰及构效关系的研究进展

目的 总结苦参碱的抗肿瘤机制以及苦参碱衍生物在抗肿瘤中的构效关系,为苦参碱的开发提供进一步的科学依据。方法 以“苦参碱”“衍生物”“肿瘤”和“药理活性”等为关键词,收集中国知网、万方、维普、PubMed和Science Direct等数据库中的相关报道,并进行总结和挖掘。结果 苦参碱是中药苦参的主要活性成分,在消化系统肿瘤、呼吸系统肿瘤、妇科肿瘤、白血病、前列腺癌等多种恶性肿瘤的治疗中具有较好的药理活性。通过诱导肿瘤细胞分化,引起程序性细胞死亡、抑制肿瘤细胞的侵袭和转移、逆转肿瘤细胞的多药耐药性、干扰肿瘤细胞的生长周期以及抑制肿瘤细胞的端粒酶活性等方式发挥其抗肿瘤作用。苦参碱结构修饰主要集中于母环上的13,14,15及16位。结论 苦参碱对多种类型的肿瘤具有良好的药理活性,结构改造可以弥补苦参碱本身的某些不足,为苦参碱的开发提供进一步的信息依据。

过渡金属配合物催化烯烃配位聚合综合实验的设计——催化剂构效关系的典型案例

文章介绍了一个涉及合成化学多领域的综合实验,要求学生利用合成的有机配体制备相应的过渡金属配合物,并作为催化剂均相催化烯烃配位聚合,同时对所得聚合物性能进行测试。该实验串联了有机配体合成、金属配合物合成、高分子催化合成和高分子材料性能测试模块的内容,能让学生观察到烯烃配位聚合中的催化剂构效关系,有利于全面提高学生的学习兴趣、实验技能和独立思考能力。

海参多糖的结构、活性及构效关系研究进展

海参是一种具有重要经济价值的无脊椎动物,在亚洲国家被广泛用作滋补食品,具有极高的营养价值。海参多糖作为海参的重要活性物质之一,具有抗凝血、抗肿瘤、抗氧化、免疫调节和改善胰岛素抵抗等多种生物学活性。海参多糖包括岩藻糖基化硫酸软骨素(fucosylated chondroitin sulfate,FCS)和岩藻聚糖硫酸酯(fucoidan,FUC)两种,其中FCS存在于海参体壁中,具有类似于哺乳动物硫酸软骨素的主链结构。与海参FCS相比,海参FUC的化学结构较为简单,是一种仅有α-L-岩藻糖和硫酸酯基组成的线性多糖。研究表明,海参多糖的结构特性(分子质量、硫酸化岩藻糖分支、硫酸基含量及其硫酸化模式等)对其生物学活性具有较大的影响。目前,对于海参多糖生物学活性的研究较多,但对其化学结构却缺乏系统的研究和分析。本文在重点介绍海参多糖化学结构的基础上,对其生物学活性、作用机制以及与其结构之间的构效关系进行归纳总结,以期为海参多糖的进一步研究及应用提供参考依据。

磷酸酯类极压抗磨剂构效关系的分子模拟研究

为从分子水平上研究磷酸酯类极压抗磨剂分子结构参数与其极压抗磨性能的关系,以磷酸三乙酯为模型化合物,采用分子模拟方法研究了磷酸三乙酯分子与Fe(110)表面的作用机理,发现磷酸酯分子主要通过P=O基团中O原子提供的电子与Fe表面发生吸附作用。采用分子模拟方法计算了不同磷酸酯类极压抗磨剂分子的结构参数,采用遗传函数算法初步建立了磷酸酯类极压抗磨剂的分子结构参数与极压性能、抗磨性能的定量关系方程。对该关系方程进行内检验和外检验,结果表明:所建方程具有较好的预测能力;由该方程可知,影响磷酸酯类极压抗磨剂分子极压、抗磨性能的主要结构参数包括P=O或P=S基团中O或S原子所带的电荷量、C—O键或C—S键的键能以及添加剂的S含量。

食源性抗氧化肽的构效关系及强化方法

食源性多肽因具有较高的营养价值和多种生物活性,备受研究者关注。然而,由于天然食源性多肽的来源和提取工艺受限,其抗氧化性能在实际应用中逐渐无法满足抗衰老和慢性疾病防治的需求。本文综述了食源性抗氧化多肽的来源,分析了多肽抗氧化性能与水解度、氨基酸组成及序列、分子质量及二级结构之间的构效关系,并探讨了当前多肽抗氧化性强化方法的研究现状及存在的问题。这些工作将为食源性抗氧化肽的应用和拓展提供重要支持。

6063铝合金CMP中络合剂构效关系研究

6063铝合金因其独特的性能,在各个行业有着广泛的应用。化学机械抛光(CMP)作为一种超精密加工技术可以实现平面全局平坦化,得到超光滑的镜面效果。为了提高6063铝合金的抛光效率,研究了不同基团(氨基、羧基)络合剂对铝合金抛光速率、表面粗糙度的影响及作用机理,利用电化学工作站及X射线光电子能谱仪(XPS)分析了不同基团络合剂对6063铝合金CMP加工影响机制。研究发现:在含双氧水的抛光液体系中,羧酸类络合剂对6063铝合金抛光性能的提高程度要大于胺类及氨基酸类络合剂,同时随着羧酸类和胺类络合剂的碳链增长,材料去除速率和表面质量均得到提高;氨基酸类络合剂表现出不同于羧酸类和胺类络合剂的规律,即随着碳链的增长,材料去除速率呈现下降的趋势。由XPS和电化学分析可知,两种不同基团络合剂的加入会在铝合金表面形成吸附层,保护铝合金表面,且长碳链的羧酸类及胺类络合剂有助于铝合金表面的腐蚀溶解,进而提高抛光速率。

基于构效关系研究的石油炼制与化工催化剂表征技术进展

新型催化剂的研发模式正从过去以实验设计、试错为主向理论设计指导转变,基于催化剂组成结构信息与反应性能建立的构效关系是催化剂设计的重要基础。多种超高分辨电子显微技术、表面分析技术、核磁共振技术、光谱表征技术、基于同步辐射光源的高分辨谱学等技术为研究催化剂活性中心本质提供了重要手段。概述了近20年来催化剂表征技术的发展概况及构效关系的研究方法,重点介绍了原子尺度与原位表征技术的进展,以及表征技术在分子筛、加氢催化剂、重整和丙烷脱氢催化剂、脱硫吸附剂等典型催化剂研究中的应用情况,以期为研究人员更好地研究催化剂构效关系提供导引和启发。