水液相下两性组氨酸分子对映异构的密度泛函理论

采用DFT的M06-2X和MN15杂化泛函方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,对标题反应进行研究。研究发现:His分子可在α-H质子以羧基(质子化的)下面的O为桥迁移;H质子从氨基(质子化的)N迁移到质子化羧基上面的O后,α-H再以N和羧基(质子化的)下面的O分别为桥迁移;质子从氨基(质子化的)N迁移到咪唑环上的N后,α-H再以氨基(质子化的)N和羧基(质子化的)下面的O分别为桥迁移5个反应通道实现对映异构。势能面计算表明:隐性溶剂效应下5个通道决速步的自由能垒分别是245.6、238.1、297.3、270.9和257.7 kJ/mol;显性溶剂效应下这些能垒分别降到139.9、120.7、161.7、142.7和157.3 kJ/mol。结果表明,水液相下His只能少量的消旋,生命体补充His比较安全。

六溴环十二烷(HBCDs)异构体及对映体的植物富集、传输、修复及毒性研究进展

六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes,HBCDs)是一种典型的疏水性脂肪族溴代阻燃剂,2013年被列入《斯德哥尔摩公约》受控名单中.HBCDs具有手性中心,多个对映异构体,不同的立体构型在环境中会发生选择性富集分布,降解转化和生物毒性等行为.植物是生态系统能量的生产者,HBCDs可通过植物吸收改变植物生理,影响其在食物链的传递乃至整个生态系统,对环境和人体健康存在潜在危害.本文对HBCDs异构体和对映体的植物提取分析方法、植物富集和传输、污染土壤的植物修复以及植物毒性效应的最新研究进行梳理.液相色谱质谱联用技术可有效检测植物中的HBCDs异构体和对映体,对映体水平的检测将成为未来HBCDs立体构型分析的发展方向.HBCDs已在各类植物中被陆续检出,多数研究中α-HBCD是主要的异构体.目前在HBCDs对映体水平上的研究还非常有限,其在植物体内的传输尚无统一规律.植物种植可有效清除土壤中的HBCDs,展现出生物修复应用前景.HBCDs会引起植物生长发育迟缓、氧化胁迫和基因损伤等效应,不同构型的HBCDs表现出特异的选择性毒性行为.鉴于目前关于HBCDs的植物研究还很欠缺,建议今后加强对植物中HBCDs异构体和对映体水平的环境行为和污染治理研究,为综合评价HBCDs的生物有效性、健康风险评价及环境修复提供科学依据.

手性农药对映选择活性及机制研究进展

手性农药对映体在防除各类有害生物时常表现出不同的生物活性,关注手性农药对映体的选择活性对于促进农药减施增效、发展绿色农业具有重要意义。本文综述了手性农药对映体选择活性研究现状,并将对映体的选择活性机制研究归纳为两方面:一方面大多数研究采用计算机模拟技术,分析对映体与靶标分子活性位点之间的结合能力,仅有少部分研究通过生物试验验证了分子对接的结果;另一方面研究则通过放射性同位素示踪法以及定量分析代谢物等手段,探究手性农药对映体在生物系统内吸收、运输和代谢的差异。本文旨在为识别高活性手性农药单体、开发高效低风险新型绿色农药提供参考。

环糊精键合相拆分和测定人血浆中β-受体阻滞剂对映体

本文采用一种新型的桥联双β-环糊精固定相,通过优化色谱条件,实现了常见β-受体阻滞剂卡维地洛、阿罗洛尔和阿替洛尔6种对映体的完全分离,分离度分别为1.6、1.9和1.7。以R-阿普洛尔为内标,建立了一种能同时测定人体血浆中上述6种对映体含量的液相色谱新方法。血浆样品碱化后用乙酸乙酯提取和净化,选择极性有机相体系(乙腈/甲醇/三乙胺/冰乙酸),通过梯度洗脱完全拆分对映体,柱后二极管阵列检测(275 nm),内标法定量。结果表明,在各自质量浓度范围内,6种β-受体阻滞剂对映体波长响应值与含量呈良好的线性关系(R2为0.9923~0.9989)。对映体的检测限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别在0.4~1.5 mg/L和1.5~4.0 mg/L范围内,样品加标平均回收率为85.96%~103.88%,测定结果的日内和日间的相对标准偏差范围分别为1.88%~3.29%和3.02%~5.17%。该方法具有操作简便、结果准确性和手性分离度高等优点,可同时测定多个对映体,提高分析效率,降低测试成本。

LC-MS在手性农药对映体分析中的应用

目前使用的农药中,手性农药占40%。手性农药具有一个或多个手性中心,同时也具有多对对映异构体,它们在生物活性、生态毒性和环境行为等方面表现出对映选择性差异。利用液相色谱–质谱联用技术(LC-MS)可以分析出如活性高、毒性低的优势对映异构体,推动农药单体的生产和推广,对食品和环境安全具有重要意义。本文综述了LC-MS在手性农药杀菌剂、杀虫剂和除草剂对应异构体分析中的应用,旨在为农药单体使用提供依据。

超临界流体色谱法测定吲达帕胺及其对映异构体含量

目的建立有效分离吲达帕胺对映异构体并测定其含量的超临界流体色谱法。方法色谱柱为Daicel IB N-5柱(250 mm×4.6 mm,5µm),流动相为二氧化碳-0.1%二乙醇胺甲醇溶液(70∶30,V/V),背压为150 bar,流速为3.0 mL/min,检测波长为243 nm,柱温为40℃,进样量为5µL。结果吲达帕胺及其对映异构体分离度良好,5 min内均已出峰完全。两者质量浓度均在2.48~37.10µg/mL范围内与峰面积线性关系良好(r=0.9999,n=6);检测限均为0.012µg/mL,定量限均为0.05µg/mL;精密度、稳定性试验结果的RSD均小于1.0%;耐用性良好;平均回收率分别为100.75%和100.90%,RSD分别为1.00%和0.72%(n=9)。结论建立的超临界流体色谱法结果准确、耐用性较好,能有效测定吲达帕胺片中吲达帕胺及其对映异构体的含量。

液质联用结合手性固定相法拆分辛弗林对映体

建立了液质联用结合手性固定相法拆分辛弗林对映体的方法。考察了流动相的组成、pH值、盐浓度、柱温及质谱检测条件对辛弗林对映体分离的影响。采用资生堂Chiral CD-Ph色谱柱(250mm×4.6mm),流动相为乙腈-10mmol·L^(-1)乙酸铵溶液(8∶92)(甲酸调节pH值至5.0);流速为0.5mL·min^(-1);柱温:40℃;质谱采用电喷雾正离子多反应监测模式,母离子为168.1,子离子为150.2(定量)、135.2。辛弗林对映体在10~1000ng范围内线性关系良好,检出限(S/N=3)为2.5ng。辛弗林对映体能实现基线分离,分离度为2.2。该方法简便、快速,适用于辛弗林对映体的分离。

HPLC-CAD法测定普瑞巴林口服溶液中的对映异构体

目的:建立一个可检测普瑞巴林口服溶液中的普瑞巴林对映异构体含量的方法。方法:选择CHIRALPAK ZWIX(+),4.0 mm×150 mm,3μm色谱柱;以0.01 mol/L醋酸铵缓冲液(pH值5.5)-乙醇(20∶80,体积比)为流动相,流速为0.5 mL·min^(-1),等度洗脱;柱温为20℃;采用CAD检测器,蒸发管温度为35℃。结果:R-普瑞巴林峰与普瑞巴林峰和各辅料峰分离度良好;最低检测量为60 ng;12份供试品加标溶液的重复性结果RSD为3.3%;R-普瑞巴林的质量浓度在2.99~22.39μg·mL^(-1)范围内与峰面积呈良好的线性关系(r=0.9991);平均回收率(n=9)为99.8%;微小改变流速、柱温、醋酸盐缓冲液pH值与蒸发管温度等色谱条件,对检测结果均无影响。结论:该方法专属性强、灵敏度与精密度高、耐用性良好,可用于测定普瑞巴林口服溶液中的普瑞巴林对映异构体含量。

HPLC法测定乙酰半胱氨酸泡腾片的对映异构体含量

建立一个可检测乙酰半胱氨酸泡腾片中对映异构体含量的方法。采用CHIRALPAK AY-H手性色谱柱(250 mm×4.6mm,5μm);以正己烷-无水乙醇-三氟乙酸(90∶10∶0.1)为流动相,等度洗脱;柱温为20℃;流速为1.0 m L·min^(-1);检测波长为216 nm。在所选定的液相色谱条件下,乙酰半胱氨酸峰与其对映异构体峰分离良好,辅料峰均不干扰对映异构体的检测;最低检测限为12.7 ng;12份加标供试品溶液的重复性结果RSD为1.9%;对映异构体的浓度在1.4879~8.9272μg·m L^(-1)范围内与峰面积呈良好的线性关系(r=0.9999);微小改变流速、柱温与流动相比例等色谱条件,对检测结果均无影响。该方法专属性强、灵敏度与精密度高,耐用性良好,可用于测定乙酰半胱氨酸泡腾片中的对映异构体含量。

一种阿维巴坦钠起始物料中对映异构体的测定方法

建立高效液相色谱法测定阿维巴坦钠起始物料中对映异构体的含量。方法:采用高效液相色谱法,CHIRALPAK ^(?) AY-H多糖涂敷型正相手性柱,以乙醇:甲醇:二乙胺(75:25:0.1)为流动相,流速为0.6ml/min,紫外检测器,波长210nm,柱温35℃。结果显示阿维巴坦钠起始物料中对映异构体能得到良好的分离;在0.0008mg/ml-0.0495mg/ml(相当于样品含量0.16%-9.90%)范围内浓度与峰面积线性关系良好;检测限浓度为0.0004mg/ml(0.08%),定量限浓度为0.0008mg/ml(0.16%);精密度试验中重复性与中间精密度良好,重复测定结果RSD 0.48%(n=6),0.40%(n=12);准确度试验平均回收率98.1%,回收率RSD 3.6%;流速、柱温、添加剂比例的微小变化不影响样品检测。该方法作为阿维巴坦钠起始物料中对映异构体的检测方法准确、可靠。

水液相下苯丙氨酸钾配合物对映异构的DFT研究

采用DFT(密度泛函理论)的M06-2X、MN15方法和处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了水液相环境下手性苯丙氨酸钾配合物(Phe·K^(+))的对映异构。研究发现:手性Phe·K^(+)的对映异构可在质子只以氧为桥、以氧和氮联合为桥和只以氮为桥迁移的3个通道上实现。计算表明:质子只以氮为桥迁移是最优势反应通道,隐性水溶剂效应下决速步的自由能垒是220.0 kJ/mol,显性水溶剂效应下该能垒降到114.0至122.8kJ/mol之间。结果表明:水液相下手性Phe·K^(+)的消旋反应过程十分缓慢,苯丙氨酸钾短期用于生命体同补苯丙氨酸和钾元素比较安全。

水溶液环境下手性配合物Phe·Ca^(2+)对映异构机理的DFT研究

采用DFT(density functional theory)的M06-2X、MN15方法和处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了水溶液中S-苯丙氨酸(S-Phe)与二价钙(Ca^(2+))配合物(Phe·Ca^(2+))的对映异构。反应通道研究发现,S-Phe·Ca^(2+)的对映异构可在质子以N和O分别为桥以及O和N联合为桥迁移的3个通道上实现。计算表明:最优势通道是质子以N为桥迁移,隐性水溶剂效应下决速步自由能垒是227.5 kJ/mol,显性水溶剂效应下该能垒降至108.0~117.6 kJ/mol。结果表明:水溶液中手性Phe·Ca^(2+)的消旋过程十分缓慢,将其用于生命体同补苯丙氨酸和钙元素可能比较安全。

基于OBE理念的有机化学课程思政教学设计——以“对映异构”为例

有机化学是大学一门基础课程,在有机化学课程的教学设计中以对映异构为例,引入OBE教育理念,以课程思政学习效果为导向,采用基于角色转换的“翻转课堂”课程教学模式。从对映异构的内容分析、学情分析、教学目标、教学方法、教学设计思路、课堂教学组织过程、课程思政教学总结与思考出发,多角度阐述了“基于OBE理念的对映异构课程思政教学设计”这一问题,将立德树人的根本任务落实到实处,实现了全程育人。

对映-贝壳杉烯型二萜类化合物J32对胰腺癌细胞的作用及机制

目的探讨对映-贝壳杉烯型二萜类化合物J32对胰腺癌细胞SW1990的作用及机制。方法将SW1990细胞随机分为对照组、0.5μmol·L^(-1) J32组、1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组,分别用含终浓度0.0、0.5、1.0、2.0、4.0μmol·L^(-1) J32的培养基培养。采用细胞划痕试验检测细胞迁移能力,单克隆形成试验检测细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞凋亡情况、细胞中活性氧水平及细胞周期,磷酸化H2组蛋白家族成员X(γ-H2AX)免疫荧光法检测细胞DNA损伤程度,Western blot法检测共济失调毛细血管扩张和Rad3相关蛋白(ATR)-细胞周期检查点激酶1(Chk1)-p53-细胞周期素D1(Cyclin D1)通路相关蛋白以及凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)、caspase-3、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)表达。结果培养24、48 h时,1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的迁移能力显著低于对照组(P<0.05),2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的迁移能力均显著低于1.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05),4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的迁移能力显著低于2.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。0.5μmol·L^(-1) J32组、1.0μmol·L^(-1) J32组细胞的增殖能力显著低于对照组(P<0.05),1.0μmol·L^(-1) J32组细胞的增殖能力显著低于0.5μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的凋亡率显著高于对照组(P<0.05),2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的凋亡率显著高于1.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05),4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的凋亡率显著高于2.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的活性氧水平显著高于对照组(P<0.05),2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的活性氧水平显著高于1.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05),4.0μmol·L^(-1) J32组细胞的活性氧水平显著高于2.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组细胞的DNA损伤程度显著高于对照组(P<0.05),2.0μmol·L^(-1) J32组细胞的DNA损伤程度显著高于1.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组细胞中G 1/S期细胞占比显著高于对照组(P<0.05),2.0μmol·L^(-1) J32组细胞中G 1/S期细胞占比显著高于1.0μmol·L^(-1) J32组(P<0.05)。对照组、1.0μmol·L^(-1) J32组、2.0μmol·L^(-1) J32组、4.0μmol·L^(-1) J32组细胞中,随着J32浓度的增加,磷酸化ATR/ATR值及磷酸化p53蛋白表达呈升高趋势(F=25.534、3.970,P<0.05),Chk1、CyclinD1蛋白表达呈降低趋势(F=19.532、0.485,P<0.05);促凋亡蛋白caspase-3、Bax的表达呈升高趋势(F=0.219、4.314,P<0.05),抗凋亡蛋白Bcl-2表达呈下降趋势(F=0.324,P<0.05)。结论对映-贝壳杉烯型二萜类化合物J32可呈浓度依赖性地抑制胰腺癌SW1990细胞的迁移和增殖、促进细胞凋亡及提高细胞内活性氧水平,此外,J32可促进细胞发生DNA损伤及细胞周期阻滞,其作用机制可能与ATR-Chk1-p53-Cyclin D1通路相关。

水液相下Phe分子与Na^(+)配合物对映异构的DFT研究

该文采用DFT(密度泛函理论)的M06-2X、MN15方法和处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了在水液相下苯丙氨酸与钠离子配合物(Phe•Na^(+))的对映异构.研究结果发现:手性Phe•Na^(+)的对映异构可在质子只以氧为桥、以氧和氮联合为桥和只以氮为桥迁移的3个通道上实现.反应势能面计算结果表明:质子只以氮为桥迁移的反应通道最优势,其余2个反应通道处于劣势.在隐性水溶剂效应下优、劣通道的速度决定步骤的自由能垒分别为228.0和255.8 kJ•mol^(-1),在显性水溶剂效应下优、劣通道的速度决定步骤的自由能垒分别降至111.7~122.0 kJ•mol^(-1)和142.2~145.8 kJ•mol^(-1).研究结果表明:在水液相下手性Phe•Na^(+)的消旋速度极慢,苯丙氨酸钠短期用于生命体同补苯丙氨酸和钠元素比较安全.

水溶剂环境下两性苯丙氨酸分子对映异构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了水液相下两性苯丙氨酸(Phe)分子的对映异构。考察了α-H直接以羰基O为桥、Phe分子从两性异构成中性后α-H再以羰基O和氨基N分别为桥向α-C迁移的3个反应通道。势能面研究表明:隐性溶剂效应下第1和第3个反应通道具有优势,决速步自由能垒分别是239.9和236.1 kJ·mol^(-1);显性溶剂效应使第1通道的决速步自由能垒降到142.8 kJ·mol^(-1),第3通道的决速步自由能垒降到120.9 kJ·mol^(-1)。结果表明,水溶剂环境下光学纯的Phe只能少量消旋,生命体补充Phe具有较好的安全性。

水溶液环境下Phe→Mg(Ⅱ)配合物对映异构的理论研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了在水溶液环境下苯丙氨酸二价镁配合物(Phe→Mg(Ⅱ))的对映异构.研究发现:Phe→Mg(Ⅱ)的对映异构可在质子以羰基O为桥、以羰基O和氨基N联合为桥和只以氨基N为桥迁移的3个反应通道上实现.计算结果表明:质子只以氨基N为桥迁移的反应通道最具优势,在只考虑水的极性作用时速度决定步骤的自由能垒为212.3 kJ·mol^(-1),在水的极性和水分子(簇)的共同作用下该自由能垒降至108.1~111.5 kJ·mol^(-1).在水溶液环境下Phe→Mg(Ⅱ)的对映异构过程比较缓慢,苯丙氨酸二价镁可短期用于生命体同补苯丙氨酸和金属镁.

超分子手性聚苯胺-金复合纳米酶的构建及其对映选择性催化

对映选择性催化是生物体内普遍存在的反应,与生命的产生代谢有着非常紧密的联系。设计研发具有高对映选择性催化效果的纳米酶在各类生物医药相关领域都至关重要。目前,关于纳米酶的研究大都集中在提高其催化活性,而涉及纳米酶对映选择性的研究相对较少。已有对映选择性酶催化报道表明,手性纳米酶主要通过手性分子修饰纳米颗粒来构建。考虑到天然酶的选择性不仅仅取决于氨基酸等手性分子的手性,而且与蛋白质空间排列和折叠所产生的超分子手性微环境密切相关,因此构建具有超分子手性微环境的纳米酶也成为设计具有优异对映选择性纳米酶的有效途径。此外,为了进一步提高手性纳米酶的对映选择性,深入理解手性纳米酶选择性因子的影响因素也成为一个重要研究方向。基于此,本文构建了一种由不含任何手性分子的M-聚苯胺(M-PANI)扭曲纳米带和三种不同尺寸(3、10和16nm)的金纳米颗粒(AuNPs)组成的超分子纳米复合材料。扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和X射线光电子能谱结果证实了M-PANI-Au超分子纳米复合材料的成功制备。同时,圆二色光谱显示M-PANI-Au超分子复合材料具有清晰的手性信号,表明它们在手性纳米催化方面具有潜在应用。以手性R-/S-3,4-二羟基苯丙氨酸(R-/S-DOPA)对映体的催化氧化为模型反应,该类纳米酶对R-DOPA的催化选择性均高于对S-DOPA。进一步研究表明,得益于超分子手性聚苯胺载体和3 nm AuNPs之间的强手性传递作用,3 nm AuNPs(2.59)负载的M-PANI比10 nm AuNPs(1.46)和16 nm NPs(1.58)负载的M-PANI具有更高的选择因子。这一发现阐明了手性转移是调控对映选择性催化的关键影响因素,为负载型超分子手性纳米酶的构建和设计提供了方向和指导。

布洛芬及其正辛酯对映体的手性高效液相色谱法拆分与应用

目的:建立用于测定有机相中脂肪酶促进布洛芬与正辛醇立体选择性酯化反应转化率及对映体过量值的手性高效液相色谱方法。方法:通过变更流动相组成与配比,找到在Chiralcel OD手性柱上拆分外消旋布洛芬及其正辛酯对映体的最佳色谱条件,建立各自对映体峰面积与浓度之间的校正关系。结果:以100％正己烷作流动相,布洛芬正辛酯的一对对映体可以分开,布洛芬则滞留在柱子上;当在正己烷中添加1％冰醋酸后,布洛芬对映体可以分开,但此时酯的对映体分不开。峰面积-浓度校正曲线表明,布洛芬及其正辛酯各对映体响应因子值相等。结论:可以用峰面积代替浓度,按有关公式算出布洛芬立体选择性酯化反应的转化率及对映体过量值。鉴于冰醋酸对柱子有害等原因,实际样品分析中直跟踪酯。

茶叶和土壤中cis-联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯手性对映体残留分析

为了满足茶叶和土壤中手性农药cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映异构体残留检测的需要,本试验首次对比研究了正相液相色谱条件下,Daicel ChiralPak®AS-H、Phenomenex®Cellulose-1和Cellulose-3柱对两组手性对映体的拆分效果,以及气相色谱条件下BGB-172柱的分离测定效果,并建立了基于手性气相色谱分离的茶叶和土壤中cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留分析方法。样品采用正己烷和丙酮提取,Florisil与GCB混合柱净化,气相色谱手性柱BGB-172程序升温分离,电子捕获检测器(ECD)外标法定性定量测定。结果表明,在2.5~800μg·L^(-1)浓度范围内,cis-联苯菊酯对映体色谱峰面积(Y)与浓度(x)之间分别满足线性方程Y=15381.1x-279657.5(r=0.9967)和Y=17387.6x-399048.0(r=0.9937),对映体分数(EF值)=0.489±0.017;在2.5~200μg·L^(-1)浓度范围内,高效氯氟氰菊酯对映体分别满足线性方程Y=22083.8x-161004.3(r=0.9923)和Y=23001.1x-167694.8(r=0.9922),EF=0.492±0.008。在0.005、0.050和0.50 mg·kg^(-1)3个添加浓度水平下,cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体在不同茶叶、土壤样品中的平均添加回收率为61.6%~123.4%,相对标准偏差(RSD)为2.5%~14.6%,检测限低于0.001 mg·L^(-1),方法定量限低于0.005 mg·kg^(-1),不同样品中未见到明显基质效应。综上,该方法能够满足cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留分析的需要,用于研究茶鲜叶中cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留消解,且无明显对映体选择性差异。本研究结果为进一步开展2种手性农药在茶叶生长和加工过程中的残留和消解规律研究提供了技术支持。