人参皂苷Re与5种环糊精主客体包合过程研究

目的考察人参皂苷Re与阿尔法环糊精、贝塔环糊精、伽马环糊精、羟丙基贝塔环糊精、羟丙基伽马环糊精的主客体包合过程。方法下载5种环糊精结构,采用双层ONIOM[B3LYP/6-31G(d):PM3]方法模拟包合过程,Materials studio软件进行分子动力学模拟(MD),分析分子间作用力,饱和水溶液法测定人参皂苷Re溶解度。结果不同环糊精均可与人参皂苷Re自发反应生成包合物,最优构象均为从环糊精的大口端伸向小口端。人参皂苷Re能贯穿于贝塔环糊精、伽马环糊精空腔中,而其他3种环糊精只能将该成分部分包合,并且包合过程均为自发的吸热反应,包合能力依次为伽马环糊精>贝塔环糊精>羟丙基伽马环糊精>羟丙基贝塔环糊精>阿尔法环糊精。范德华力是主要驱动力,大于氢键与疏水作用力。人参皂苷Re在37℃下的溶解度高于25℃下,伽马环糊精对该成分溶解性最强,可增加至9.59~11.18倍。结论伽马环糊精是人参皂苷Re最理想的包合材料。本实验明确了主客体分子的包合分子机制,能为该类超分子药物的定量构效关系探讨提供理论依据与实验参考。

非水溶性的β-环糊精聚合物的主客体包合作用及在过氧化氢生物传感器中的应用

非水溶性的β-环糊精交联聚合物(β-CDP)与戊二醛缩聚生成的聚合物带有悬挂的羰基,使辣根过氧化酶共价固定化;β-CDP与介体甲苯胺兰(TB)发生主客体包合作用将介体固定在电极表面,既避免了介体的流失又保证了介体有充分的流动性,实现了介体和酶的同时固定化。由于包络物的形成,使得H_2O_2生物传感器有较好的稳定性及较高的灵敏度,其线性相应范围为5.0μmol/L～10mmol/L,检测限为1μmol/L,达95％稳态响应电流所用时间少于30s。

两亲聚合物设计合成及其增效体系研究(Ⅳ)——主客体包合作用

综述了近些年两亲聚合物体系的主客体包合作用,主要介绍了环糊精的基本结构与性质、主客体包合原理、环糊精与两亲聚合物的包合作用以及包合体系性能的影响因素。环糊精与两亲聚合物的包合作用包括了环糊精分别与金刚烷疏水基团、单尾结构基团以及孪尾结构基团的包合作用。最后分别从矿化度、温度以及剪切作用等方面阐述了包合体系性能的影响,展望了在三次采油中的应用前景。

基于主客体识别作用构筑的聚合物前药胶束及其药物控释性能研究

研究制备了一种基于超分子聚合物的pH响应性前药胶束,其主体分子是β-环糊精-阿霉素前药分子,客体分子为偶氮苯封端的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯.利用二维核磁NOESY谱鉴定了环糊精与偶氮苯之间的主客体包合作用,利用动态光散射和透射电子显微镜表征了超分子聚合物胶束的形貌和尺寸.结果表明超分子聚合物在水溶液中形成了球形纳米胶束,其粒径尺寸在80~100nm.超分子聚合物-前药胶束体外药物控释行为具有pH响应特性,分别在pH5.0和pH7.4下研究了其对药物的控释行为.利用荧光光谱法测定药物分子DOX的累计释放率,结果表明连接抗癌药物DOX分子的酰腙键对酸性环境极为敏感,可在短时间内被还原,实现抗癌药物的有效释放.

β-环糊精对两亲聚合物黏度与分子量测定的影响

为探究β-环糊精(β-CD)的包合作用对两亲聚合物(丙烯酰胺、丙烯酸、十六烷基烯丙基氯化铵三元共聚物APC_(16))黏度及黏均分子量的影响,通过流变仪研究了β-CD包合APC_(16)溶液的黏度变化规律及影响因素,采用乌氏黏度计测定了APC_(16)包合体系的特性黏数,进而准确计算出无分子间相互作用下APC_(16)的黏均分子量。结果表明,在45℃、矿化度为3×10^(4)mg/L的条件下,β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶2时,APC_(16)溶液的临界缔合浓度升至5300 mg/L;β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶1完全包合时,APC_(16)溶液的临界缔合行为消失。在完全包合比下,温度在25~90℃变化时,包合体系的黏流活化能小于APC_(16)溶液的黏流活化能。随NaCl浓度的增加,包合体系的黏度下降更加平缓,包合强度增强。据此,可以应用β-CD包合作用消除疏水缔合来测定两亲聚合物的黏均分子量。单一APC_(16)的黏均分子量为537×10^(4)Da、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏均分子量为1292×104Da。当β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶1、2∶1时,APC_(16)的黏均分子量分别为341×10^(4)、358×10^(4)Da。当β-CD与HPAM物质的量比为1∶1和2∶1时,HPAM的黏均分子量分别为1223×10^(4)、1272×10^(4)Da。HPAM的黏均分子量在包合前后的测定结果一致,证实β-CD包合法测定两亲聚合物分子量的有效性,为两亲聚合物疏水作用对黏度贡献和分子量测定提供新方法。

γ-环糊精与萘酚包合物

研究了以β环糊精为主体,α,β萘酚为客体的包合反应.用元素分析、红外光谱、荧光、圆二色谱、核磁共振谱、差热分析、X射线衍射及薄层分析等方法对包合物进行了表征,并对包合物的形成进行了初步讨论.实验结果表明,β环糊精与α,β萘酚均形成1∶1的包合物,氢键、包合水的释放是形成包合物的驱动力.

对称四甲基六元瓜环与2-苄基咪唑啉盐酸盐自组装包合物的晶体结构

以2-苄基-咪唑啉盐酸盐(Benid)为客体,对称四甲基六元瓜环(TMeQ[6])为主体,在水溶液中形成自组装包合物(TMeQ[6]-Benid)的晶体。X-射线单晶衍射实验表明,Benid-TMeQ[6]为单斜晶系,空间群P21,晶胞参数:a=1.18633(5)nm,b=2.06145(6)nm,c=1.35163(5)nm,α=90.00°,β=96.102(2)°,γ=90.00°,V=3.28676 nm3,Z=2,Mr=1626.95,Dc=1.569 g.cm-3,μ=0.169 mm-1,R1=0.0739,wR2=0.1412。通过多种非共价键弱相互作用,主客体以1∶1的包结比形成自组装包合物,客体的苯环被包结在主体的空腔内。1HNMR结果进一步证实了在溶液中也是同样的包结模式,包结稳定常数为7.23×105mol-1.L。(CCDC:710285)

增溶改性疏水缔合聚合物的溶解机理及性能

目的疏水缔合聚合物的溶解性制约了在油气开采领域的应用。为了满足油气开采的需要和实现低成本化,研制了疏水缔合聚合物APO,并通过主客体包合技术实现聚合物的增溶改性。方法通过对聚合物结构的设计,提升聚合物的性能,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和疏水单体十八烷基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(OEMA)为原料,采用自由基水溶液聚合的方法,合成了疏水缔合聚合物APO,再利用β-环糊精独特的空腔结构进行主客体包合作用来提高其溶解性能。结果25℃下,β-环糊精与聚合物APO的物质的量比为2∶1时,溶解时间由85 min缩短至45 min,聚合物APO在一价及二价盐水中粒径分别降低19.59%和11.50%。结论该聚合物具有好的耐盐性能,β-环糊精能促进聚合物APO的溶解性,减少聚合物用量,实现油气开采的低成本化。

富勒烯的杯芳烃包合物的研究现状与展望

介绍了[60/70]富勒烯与杯[8],[6],[5]芳烃、高氧杂杯[3]芳烃及双杯芳烃形成包合物的研究进展和应用前景.

β-环糊精及其衍生物对姜黄素的增溶和荧光增强作用

研究了β-CD、HP-β-CD及取代位置不同的环糊精硫酸酯(2-β-CDS、6-β-CDS和随机取代的β-CDS)对姜黄素的增溶和荧光增强作用。采用荧光光谱滴定法测定了姜黄素在pH2缓冲液中与上述5种环糊精主体分子形成超分子包合物的稳定常数(K)。结果表明,HP-β-CD对姜黄素的增溶作用最显著。β-CD与姜黄素形成1∶1包合物,而HP-β-CD及2-β-CDS、6-β-CDS和β-CDS与姜黄素能形成1∶1和2∶1包合物,且包合常数远大于β-CD。其中HP-β-CD与β-CDS的包合作用最强,当两者的浓度为0.03mol/L时,荧光分别增强17和19倍。

核磁共振法研究瓜环[n]对盐酸哌甲酯的手性识别

利用核磁共振(NMR)技术研究了瓜环[n](n=7,8)对外消旋盐酸哌甲酯的手性识别。研究结果显示,盐酸哌甲酯对映异构体与瓜环形成包合物后,其质子的化学位移移动方向和幅度不同。同时,手性碳附近的某些原子所对应的吸收峰裂分为两组信号,这两组信号分别对应盐酸哌甲酯的两个对映体。说明两个对映体与瓜环形成了作用模式不同的超分子包结物,从而使对映体能够区分开来,即非手性的瓜环将手性盐酸哌甲酯区别开来,实现了瓜环对苏式哌甲酯两个对映体的快速手性识别。

吡啶基咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉的合成、表征及与瓜环作用的光谱学考察

设计合成了2个吡啶基菲咯啉衍生物2-(3-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉(G1)和2-(4-吡啶基)咪唑[4,5-f]1,10-菲咯啉(G2),通过元素分析、质谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。利用紫外吸收光谱和荧光光谱法考察了所合成化合物与六元瓜环Q[6]、七元瓜环Q[7]的相互作用,以及体系pH值对主-客体相互作用的影响。在酸性条件下,Q[6]、Q[7]与Gl以及Q[6]与G2均发生包合形成1∶1的包合物,并有荧光增敏作用;Q[7]与G2作用形成1∶2包合物,且对G2有荧光猝灭作用;Q[6]、Q[7]与G1的包合常数分别为3.00×104和1.86×104 L/mol;Q[6]、Q[7]与G2的包合常数分别为1.64×104和1.01×103 L/mol。随着体系酸性减弱,瓜环与客体作用减弱,在中性条件下,瓜环未与客体发生包合作用。

水溶性环糊精聚合物提高疏水缔合聚合物性能研究

为了提高疏水缔合聚合物(HAP)的流变性能和在多孔介质中的流度控制能力,将环糊精和环氧氯丙烷缩聚得到一种水溶性的环糊精聚合物(β-CDP),并将其与HAP混合。结果表明,环糊精聚合物与疏水缔合聚合物之间的主客体包合作用大幅改善了疏水缔合聚合物溶液的增黏能力和黏弹性,并且主客体包合体系(β-CDP/HAP)保持了显著的剪切稀释性。β-CDP/HAP表现出独特的黏—温关系,其黏流活化能随温度变化,表现出极强的耐温能力。岩心流动实验表明,β-CDP/HAP在多孔介质中形成多层吸附,比HAP具有更强的流度控制能力。通过疏水基团和环糊精基团之间的主客体作用来可以增强分子间的相互作用,能提高缔合聚合物的综合性能。

β-环糊精功能化磁性复合微球的制备及其对双酚A的吸附

通过种子乳液聚合结合开环反应制备了β-环糊精(β-CD)功能化磁性复合微球Fe3O4@PG-CD。通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、热重分析(TGA)仪对Fe3O4@PG-CD进行了系统的表征。考察了Fe3O4@PG-CD对模型环境污染物双酚A(BPA)的吸附性能,结果表明,Fe3O4@PG-CD对BPA具有良好的吸附去除能力,其饱和吸附容量为39.68mg/g。所开发的磁性复合微球材料可望成为一种新型吸附分离载体。

β-环糊精衍生物的研究进展

环糊精所具有的结构赋予环糊精独特的超分子效应，使得它在许多领域有着非常有前景的应用。β-环糊精及其衍生物具有适宜的空腔尺寸大小，使得它成为研究的最多的环糊精种类。本文综合整理了近几年来国内外的β-环糊精衍生物，对环糊精的衍生物以及形成的包合物结构进行了概括性描述，对β环糊精的应用前景进行了展望。

七元瓜环与阿德福韦衍生物的自组装体系研究

利用1HNMR、红外光谱、紫外吸收光谱、质谱及等温量热滴定(ITC)等方法分析了七元瓜环(Q[7])与阿德福韦单熊去氧胆酸-3-丙基酯,单L-异亮氨酸-3-丙基酯(X3I3)草酸盐的包合作用,并进行了自组装包结物的体外累积释放度研究和吸湿稳定性考察。结果表明,随着Q[7]比例的增大,体系内的主客体多种作用模式并存,甚至存在1个客体分子“挂满”4个Q[7]的包合物,波谱及ITC结果显示1.0∶1包合模式为稳定作用模式。在人工胃液中,Q[7]对X3I3草酸盐起到控释作用;在人工肠液中,Q[7]对X3I3草酸盐释放起到促进作用。X3I3与Q[7]形成的固体包结物的吸湿稳定性明显提高,常温、常湿条件下放置90 d仍然为白色固体。

八元瓜环与常山碱的相互作用模式

利用紫外吸收光谱、荧光光谱、核磁共振氢谱及红外光谱等方法考察了八元瓜环(Q[8])对常山碱(Feb)的包结作用;采用紫外吸收光谱法研究了Q[8]对Feb理化性质的影响及不同pH条件下Q[8]/Feb包合物溶液中Feb的释放及Q[8]/Feb包合物在人工肠液和人工胃液中的释放。结果表明,在pH=1. 2的盐酸介质中,Q[8]与Feb可形成摩尔比1∶1的稳定主客体包合物,结合常数为4. 20×10^4L/mol。在pH=1. 2(人工胃液的pH值)时,Feb可与Q[8]形成稳定包合物;在pH=6. 8(人工肠液的pH值)时,Q[8]/Feb包合物可释放出单纯的游离Feb。因此,Q[8]可作为Feb的一种潜在药物载体为减轻Feb呕吐副反应提供借鉴。

真空条件下扑热息痛的α-环糊精包合物的分子动力学模拟

真空状态下,扑热息痛药物分子(客体)和α-环糊精(主体)形成的包合物,在一定时间内动态微观结构分子动力学模拟的研究结果表明:扑热息痛分子可以通过两端亲水,中间疏水的三重作用,与α-环糊精形成稳定包合形式,由于空穴狭小,致扑热息痛分子的运动大受限制;计算结果表明:扑热息痛和α-环糊精包合后势能明显下降,原因为两者之间的范德华相互作用和氢键作用。本文还给出了主客体包合物的时间平均构象。最后,分子动力学模拟结果,通过UV光谱和理论UV光谱实验的对比得到了验证。

真空条件下辅酶Q10的β-环糊精包合物的动力学模拟

首先通过分子力学法,确定辅酶Q_(10)(CoQ_(10))的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ_(10)-7-β-CDs)的最稳定优势构型。并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ_(10)包合前后结构的变化对性质的影响。结果表明CoQ_(10)分子可以通过范德华力、库仑作用和氢键一起作用于β-CD分子形成1:7的稳定的D型包合结构。包合后,CoQ_(10)分子的C=0双键和醌环上的C=C双键增长,侧链上的C=C双键缩短,其活性部位的抗氧化能力增大,而分子骨架的稳定性增强。

苯丁酸氮芥的七、八元瓜环包合物的稳定性研究

苯丁酸氮芥是一种良好的抗癌药物,但其在水溶液中溶解度低和易水解的特点,使得它的疗效和发展受到限制,瓜环可以包合小分子物质并改善小分子的理化性质,本实验采用分子模拟的方法对瓜环和苯丁酸氮芥包合物的稳定性进行了研究。首先利用分子力学的方法,确定苯丁酸氮芥与七、八元瓜环包合物的最稳定优势构型,在此基础上模拟一定时间内包合物的动态结构,统计苯丁酸氮芥包合前后结构的变化,计算结果表明:由于范德华力和氢键的作用,苯丁酸氮芥和瓜环包合后势能明显下降,证明了七、八元瓜环包合苯丁酸氮芥的包合物动力学上可以稳定的存在。