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Ag（Ⅲ）配合物氧化特种氨基酸和药物的反应动力学及机理研究

作　者: 石红梅
导　师: 孙汉文；申世刚
学　校: 河北大学
专　业: 分析化学
关键词: 氨基酸药物 Ag(Ⅲ)配合物氧化动力学及机理
分类号: R91
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本论文研究了L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-脯氨酸等对生物体具有特定功能的氨基酸及麦芬新和愈创甘油醚两药物和N-苯基二乙醇胺与Ag(Ⅲ)配合物的反应特性。用化学方法及HPLC、红外光谱、质谱等多种现代分析手段鉴定并表征了氧化产物；采用传统的分光光度法跟踪反应的动力学；通过对氧化产物及动力学数据的分析,得出了氨基酸、药物与Ag(Ⅲ)配合物的反应机理；探讨了此类反应在生物及生物医药中的潜在应用。Ag(Ⅲ)配合物氧化L-丝氨酸／L-苏氨酸的产物为氨、乙醛酸及相应的醛；反应动力学遵循总二级反应,对Ag(Ⅲ)和氨基酸各为一级；分析介质碱度及外加高碘酸根浓度对反应速度的影响,导出了该反应的表观二级速率常数表达式：k’=(ka+kb[OH-])K1/([H2IO63-]e＋K1),其中K1为[Ag(HIO6)2]5-和[Ag(HIO6)(OH)(H2O)]2-在介质中的平衡常数。本反应的活性组分为[Ag(HIO6)(H2O)(OH)]2-,而[Ag(HIO6)2]5-不具活性；[Ag(HIO6)2]5-配离子经过两步前期平衡后,形成Ag(Ⅲ)-过碘酸-氨基酸的三元配合物,配位氨基酸分子通过两个平行途径将电子转移给中心的Ag(Ⅲ)原子,其中一个途径有OH-参与,另一平行途径无OH-参加。丝氨酸／苏氨酸的氧化反应具有两个特点：一是氧化反应在碱性介质中进行,二是反应中Ag(Ⅲ)配离子选择性地断裂Cα-Cβ键生成相应的醛,这种氧化特性预示Ag(Ⅲ)配离子可用作碱性介质中蛋白质及多肽的修饰性试剂。L-脯氨酸及其衍生物主要用作不对称有机物合成的催化剂,在生物医药方面,以脯氨酸为基础的生物架构分子通常用于药物的设计。Ag(Ⅲ)氧化脯氨酸后,脯氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸盐；氧化反应同样遵循总二级反应动力学,对脯氨酸及Ag(Ⅲ)均为一级；介质碱度及高碘酸根浓度对反应速率的影响与Ag(Ⅲ)的其它氧化反应不同,依据时间扫描光谱、速率常数与介质离子强度的强烈相关性分析,提出了新的反应机理：[Ag(HIO6)2]5-与[Ag(HIO6)(H2O)(OH)]2-两种配离子均作为反应的活性组分,在速控步被完全去质子化的脯氨酸平行地还原。Ag(Ⅲ)氧化L-脯氨酸的反应让我们第一次发现,对某些特殊的底物,[Ag(HIO6)2]5-配离子也有活性而且其活性较[Ag(HIO6)(H2O)(OH)]2-还要高。麦芬新和愈创甘油醚为两种肌肉松缓类药物,麦芬新的氧化产物为3-(2-甲基苯氧基)-2酮-丙醇,愈创甘油醚氧化产物为3-(2-甲氧基苯氧基)乳醛。氧化反应同样为总二级,对Ag(Ⅲ)和药物分子均为一级,动力学特性、速率方程及反应机理与氧化丝氨酸／苏氨酸很相似。与氨基酸氧化相比,一是药物的氧化速度比氨基酸慢得多,二是配位方式及键的断裂部位不同。丝氨酸／苏氨酸与Ag(Ⅲ)的活性物种形成三元螯合物中间体,然后丝氨酸／苏氨酸的Cα-Cβ键氧化断裂；而药物氧化时药物分子仅与[Ag(HIO6)(H2O)(OH)]2-活性中心形成单齿的中间体配合物,药物分子中的C-C键不会断裂。对药物的体外动力学研究有助于了解药物在体内的代谢过程,本反应预示着Ag(Ⅲ)配合物有可能作为碱性介质中的修饰剂,在特定途径下修饰麦芬新和愈创甘油醚。N-苯基二乙醇胺(PEA)是一种染料中间体,氧化后脱烷基生成苯基乙醇胺及甲醛。氧化反应显示对PEA的反应级数为分数级。该级数虽然与氨基酸、药物氧化时反应级数为一级有不同,但其反应机理与Ag(Ⅲ)-丝氨酸／苏氨酸反应体系的机理相似。从上述各反应导出的机理是可信的,且除脯氨酸以外的其它各反应体系机理相似。本文对Ag(Ⅲ)氧化反应早期及现行的文献进行了分析和评价。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章综述  12-45
  1.1 银(Ⅲ)配合物化学  12-19
    1.1.1 Ag(Ⅲ)配合物研究历史  12-13
    1.1.2 Ag(Ⅲ)配合物合成及结构  13-14
    1.1.3 Ag(Ⅲ)配合物及其活性中心的存在形式  14-16
    1.1.4 Ag(Ⅲ)配离子的反应动力学及机理  16-19
  1.2 反应动力学研究技术  19-28
    1.2.1 反应过程的跟踪  19-24
    1.2.2 反应中间体的检测  24-26
    1.2.3 反应产物的鉴定  26-28
  1.3 动力学基本理论及反应机理  28-35
    1.3.1 反应速率方程及反应级数  28-29
    1.3.2 复杂反应的动力学简化处理  29-32
    1.3.3 速率方程表示式与反应机理  32-33
    1.3.4 过渡态理论与反应的活化参数  33-35
  1.4 氨基酸氧化反应研究现状分析  35-45
    1.4.1 通用氨基酸简介  35-37
    1.4.2 氨基酸氧化反应研究现状分析  37-42
    1.4.3 特种氨基酸的生物活性及其氧化  42-45
第2章二(氢过碘酸)合银(Ⅲ)配离子氧化特种氨基酸的动力学及机理  45-76
  2.1 L-丝氨酸/L-苏氨酸的氧化  45-63
    2.1.1 引言  45-46
    2.1.2 实验部分  46-48
    2.1.3 结果与讨论  48-62
    2.1.4 小结  62-63
  2.2 L-脯氨酸的氧化  63-75
    2.2.1 引言  63-64
    2.2.2 实验部分  64-65
    2.2.3 结果与讨论  65-74
    2.2.4 小结  74-75
  2.3 本章结论  75-76
第3章二(氢过碘酸)合银(Ⅲ)配离子氧化药物的动力学及机理  76-98
  3.1 麦芬新的氧化  76-87
    3.1.1 引言  76-77
    3.1.2 实验部分  77-79
    3.1.3 结果和讨论  79-86
    3.1.4 小结  86-87
  3.2 愈创甘油醚的氧化  87-97
    3.2.1 引言  87
    3.2.2 实验部分  87-88
    3.2.3 结果与讨论  88-96
    3.2.4 小结  96-97
  3.3 本章结论  97-98
第4章二(氢过碘酸)合银(Ⅲ)配离子氧化功能有机物的动力学及机理  98-107
  4.1 N-苯基二乙醇胺的氧化  98-107
    4.1.1 引言  98-99
    4.1.2 实验部分  99
    4.1.3 结果与讨论  99-106
    4.1.4 本章结论  106-107
第5章结论与展望  107-110
  5.1 结论  107-108
  5.2 展望  108-110
参考文献  110-120
附录  120-122
致谢  122

Ag（Ⅲ）配合物氧化特种氨基酸和药物的反应动力学及机理研究

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