環(huán)糊精用于手性氨基酸衍生物分離機(jī)理及包合氯霉素機(jī)理的研究.pdf

1、自從1903年β-環(huán)糊精(β-CD)問(wèn)世以來(lái)，環(huán)糊精的制備、性質(zhì)以及應(yīng)用等方面取得了巨大的進(jìn)展，已被廣泛的運(yùn)用于眾多領(lǐng)域，比如醫(yī)藥、食品、環(huán)保、分析化學(xué)等，值得一起的是超分子化學(xué)，這是當(dāng)今化學(xué)研究領(lǐng)域的前沿。而環(huán)糊精由于其特別的結(jié)構(gòu)，作為重要的超分子主體越受到人們的重視。環(huán)糊精是由若干個(gè)D-葡萄糖單元以α-1，4糖苷鍵結(jié)合而成的一類(lèi)環(huán)狀排列的低聚糖，環(huán)糊精家族主要包括三種環(huán)狀低聚糖即α-CD、β-CD和γ-CD。環(huán)糊精是一個(gè)的錐形圓筒形

2、中空的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部只有醚鍵和碳?xì)滏I，外表面含有羥基，使得空腔內(nèi)部呈現(xiàn)疏水外部親水的特性。
　　 本課題以環(huán)糊精及其衍生物為主體分子，做了以下兩方面的工作：1、研究了全甲基環(huán)糊精固定相氣相色譜手性分離氨基酸衍生物的分子動(dòng)力學(xué)模擬；2、環(huán)糊精與氯霉素包合物性質(zhì)及機(jī)理的研究。
　　 1、對(duì)映體的分離和分析在現(xiàn)代生物化學(xué)、藥物化學(xué)和有機(jī)合成化學(xué)等領(lǐng)域具有非常重要的意義，而手性色譜作為一種快捷方便、準(zhǔn)確靈敏的對(duì)映體分離和分析的方法，

3、近些年來(lái)獲得了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。同時(shí)，由于環(huán)糊精及其衍生物具有廣泛的手性識(shí)別能力，以環(huán)糊精及其衍生物作為固定相的手性氣相色譜法在近幾年獲得了廣泛的重視。然而，目前缺少一個(gè)能廣泛解釋其手性識(shí)別現(xiàn)象的較好的方法，為此，提出了應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法來(lái)研究手性識(shí)別機(jī)理，從分子水平上闡述手性識(shí)別的本質(zhì)，了解手性識(shí)別作用在固定相上的部位及其作用力等。
　　 此部分研究了全甲基-β-環(huán)糊精作為氣相色譜固定相分離氨基酸衍生物過(guò)程中的全甲基-β

4、-環(huán)糊精與氨基酸衍生物分子識(shí)別過(guò)程，得到了與實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)論。本部分主要包括以下內(nèi)容：
　　 (1)應(yīng)用分子對(duì)接和MD方法，模擬了氨基酸衍生物N-TFA-AAA-OEt與全甲基-β-環(huán)糊精(PM-β-CD)以及帶有間隔基團(tuán)的全甲基-β-環(huán)糊精(MUPM-β-CD)手性識(shí)別過(guò)程，得到了與色譜實(shí)驗(yàn)一致的對(duì)映體保留順序。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對(duì)映體分子與環(huán)糊精的作用位點(diǎn)為全甲基-β-環(huán)糊精的空腔內(nèi)部；在手性識(shí)別過(guò)程中，對(duì)于不同的對(duì)映體分子，存

5、在著不同手性分離的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)作用力；構(gòu)象誘導(dǎo)匹配過(guò)程也同時(shí)發(fā)生，氨基酸衍生物對(duì)映體與環(huán)糊精的構(gòu)象誘導(dǎo)過(guò)程具有立體選擇性。
　　 (2)模擬還研究了更接近與實(shí)驗(yàn)條件的模擬體系，即一個(gè)主體分子對(duì)多個(gè)客體分子的體系。具體而言就是模擬體系中包括一個(gè)MUPM-β-CD分子、D型和L型分子各10個(gè)。通過(guò)對(duì)MUPM-β-CD分子與10個(gè)D型和10個(gè)L型分子的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合過(guò)程中的能量、質(zhì)心距離以及分布頻率的研究可以很好的解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且能和實(shí)驗(yàn)數(shù)

6、據(jù)保持一致。
　　 (3)通過(guò)不同的主體(PM-β-CD和MUPM-β-CD)對(duì)N-TFA-AAA-OEt的手性識(shí)別過(guò)程的研究發(fā)現(xiàn)：主體為PM-β-CD對(duì)N-TFA-AAA-OEt的手性識(shí)別過(guò)程較后者更加符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，在環(huán)糊精為手性分離主體的色譜分離中環(huán)糊精為手性分離的作用中心。
　　 2.此部分以難溶性藥物氯霉素為模型藥物，以β-環(huán)糊精和羥丙基-β-環(huán)糊精為包合材料，制備了氯霉素包合物，篩選出較好的包合材料為

7、羥丙基-β-環(huán)糊精。并利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法模擬研究了環(huán)糊精與藥物分子氯霉素包合過(guò)程，從原子水平對(duì)作用位點(diǎn)及包合方式進(jìn)行研究。本部分主要包括以下內(nèi)容：
　　 在兩種環(huán)糊精對(duì)氯霉素藥物的包合作用的研究中，采用了紫外分光光度法、紅外分光光度法以及相溶解度法對(duì)主客分子間的包合作用、包合比、包合物空間構(gòu)型進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，β-環(huán)糊精和羥丙基-β-環(huán)糊精均與氯霉素在溶液中形成了1:1摩爾比可溶性包合物，且羥丙基-β-環(huán)糊精的效果更