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生物模型分子焓对作用的研究

作　者: 程维娜
导　师: 胡新根
学　校: 温州大学
专　业: 物理化学
关键词: 等温滴定微量热法手性区分效应青霉胺庚二醇缩水甘油冠醚焓对作用系数
分类号: O641.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

手性分子间的区分效应以及分子间相互作用的相关研究在生物、化学、制药、材料科学等领域都十分重要。微量热法（Microcalorimetry）是研究溶液中溶质-溶质、溶质-溶剂等非键弱相互作用能量效应的有效手段。本文主要利用等温滴定微量热法，研究一些手性药物分子和冠醚类化合物在强极性的含水混合溶剂中的焓对作用及其溶剂效应。主要内容分为以下四个部分：第一部分，选取青霉胺对映体及其外消旋物作为研究对象，利用等温滴定微量热仪（MicroCalITC200）分别测定了它们各自在不同质量分数的DMF（wDMF=0-0.3）和DMSO（wDMSO=0-0.3）水溶液中的稀释焓。依据McMillan-Mayer理论计算得到相应的焓对作用系数。研究发现，在DMF和DMSO两种水溶液中，青霉胺对映体及其外消旋物的同系焓对作用系数大小均符合如下规律：h_LL>h_DD≈h_rr>0（r代表外消旋青霉胺）。根据疏水-亲水作用竞争平衡的观点对实验结果进行了分析和讨论。第二部分，用等温滴定量热仪（MicroCalITC200）分别测定了（3R,5R）-（-）-3,5-庚二醇,（3S,5S）-（+）-3,5-庚二醇分别在不同质量分数的DMF（wDMF=0-0.3）和DMSO（wDMSO=0-0.3）水溶液中的稀释焓。根据McMillan-Mayer理论计算得到相应的焓对作用系数。通过分析它们随混合溶剂质量分数组成（wDMF、wDMSO）变化的趋势，发现：S型对映体的焓对作用系数值均大于R型对映体，即hSS>hRR（w=0-0.30）；当wDMF=0.20和wDMSO=0.25时，焓对作用系数值分别达到最大值。由此认为，当混合溶剂中共溶剂浓度较低时，DMF和DMSO都扮演了水的“结构建立者”角色；当其浓度较高时，则转变为水的“结构破坏者”。第三部分，完成了对缩水甘油手性对映体及其外消旋物在不同质量分数的DMF（wDMF=0-0.25）水溶液中的稀释焓测定。根据McMillan-Mayer理论计算得到相应的焓对作用系数。研究发现，在DMF水溶液中三者的焓对作用系数大小关系为hRR>hrr>hSS（r代表外消旋缩水甘油），表现出显著的手性区分效应。第四部分，分别测定了12-冠醚-4,15-冠醚-5,18-冠醚-6和二氮-18-冠醚-6在纯水及不同质量分数的DMF+H₂O混合溶剂中的稀释焓，根据McMillan-Mayer理论计算得到对应的焓对作用系数值。运用溶质-溶质、溶质-溶剂相互作用理论，对实验结果进行了讨论；认为冠醚存在显著的大环疏水效应。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章文献综述——手性药物及手性分子间相互作用区分效应的研究进展  11-22
  1.1 引言  11-12
  1.2 手性药物在人类  12-14
  1.3 手性区分效应的研究方法  14-15
    1.3.1 微量热法  14-15
    1.3.2 其他方法  15
  1.4 分子间焓对作用的研究  15-20
    1.4.1 同系焓相互作用研究  15-17
    1.4.2 异系焓相互作用研究  17
    1.4.3 等温滴定量热法测定焓对作用系数  17-20
    1.4.4 等温滴定量热法技术路线  20
  1.5 选题思路及研究内容  20-22
第二章青霉胺对映体及外消旋物在混合溶剂中的焓对作用  22-46
  2.1 前言  22
  2.2 基本原理  22-23
    2.2.1 稀释焓的定义  22-23
    2.2.2 过量焓的定义  23
  2.3 实验部分  23-25
    2.3.1 仪器  23-24
    2.3.2 试剂  24-25
  2.4 实验结果  25-41
    2.4.1 仪器的精度测试  25
    2.4.2 D-青霉胺，L-青霉胺，DL-青霉胺在纯水中的稀释焓  25-28
    2.4.3 D-青霉胺，L-青霉胺，DL-青霉胺在DMF水溶液中的稀释焓  28-34
    2.4.4 D-青霉胺，L-青霉胺，DL-青霉胺在DMSO水溶液中的稀释焓  34-41
  2.5 结果讨论  41-45
    2.5.1 青霉胺对映体及外消旋物在DMF水溶液中的焓相互作用  41-43
    2.5.2 青霉胺对映体及外消旋物在DMSO水溶液中的焓相互作用  43-45
  2.6 本章小结  45-46
第三章庚二醇对映体在混合溶剂中的焓对作用  46-63
  3.1 前言  46
  3.2 实验部分  46-47
  3.3 实验结果  47-60
    3.3.1 庚二醇对映体在纯水中的稀释焓  47-49
    3.3.2 庚二醇对映体在DMF水溶液中的稀释焓  49-54
    3.3.3 庚二醇对映体在DMSO水溶液中的稀释焓  54-60
  3.4 结果讨论  60-61
    3.4.1 庚二醇对映体在DMF水溶液中的焓相互作用  60-61
    3.4.2 庚二醇对映体在 D MS O 水溶液中的焓相互作用  61
  3.5 本章小结  61-63
第四章缩水甘油对映体及外消旋物在DMF+H_2O混合溶剂中的焓对作用  63-74
  4.1 前言  63
  4.2 实验部分  63-64
  4.3 实验结果  64-71
    4.3.1 缩水甘油对映体及外消旋物在DMF水溶液中的稀释焓  64-70
    4.3.2 缩水甘油外消旋物及外消旋物在DMF水溶液中的焓对作用系数  70-71
  4.4 结果讨论  71-73
  4.5 本章小结  73-74
第五章四种冠醚在DMF+H_2O混合溶剂中的焓对作用  74-88
  5.1 前言  74
  5.2 实验部分  74-75
  5.3 实验结果  75-85
    5.3.1 四种冠醚在纯水中的稀释焓  75-78
    5.3.2 四种冠醚在DMF水溶液中的稀释焓  78-84
    5.3.3 四种冠醚在DMF水溶液中的稀释焓对作用系数  84-85
  5.4 结果讨论  85-88
参考文献  88-98
致谢  98-99
攻读硕士期间已发表的论文  99

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