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环糊精及杯芳烃超分子组装与识别的光谱研究

张国梅  
【摘要】:超分子化学是一门处于化学、生命科学、材料科学和信息科学交叉点的新兴学科,它的发展和大环化学密切相关,成为近年来一个研究非常活跃的领域。其中分别具有特殊结构和功能的环糊精和杯芳烃作为超分子化学第二代、第三代主体物质一直是人们研究的热点。而分子识别与组装是超分子化学的核心研究内容,尤其是识别生物分子和离子客体具有非常重要的意义。 本论文具体研究内容简述如下: 1.本文研究了在生理条件下(pH=7.50)中性红与DNA作用方式,并进一步探讨了环糊精与中性红形成的超分子体系与DNA分子的作用,结果表明:NR与DNA相互作用的方式有两种,主要取决于二者之间(NR∶DNA)的摩尔比,即R值。当R2.5时,NR聚集在DNA分子表面;R2.5时,NR嵌插到DNA的双螺旋结构中。而当NR-CDs与DNA发生作用时,超分子体系解离,从CDs空腔中释放出来的NR中性型体被DNA质子化形成酸性型体,酸性型体易嵌插到DNA双螺旋中形成DNA加合物。因此NR-CDs超分子组装与DNA的作用形式为嵌插作用。实际上,NR-CDs超分子体系中,环糊精起着一个运载客体分子嵌插到DNA双螺旋结构中。 2.采用荧光光谱法、紫外可见光度法、共振光散射技术研究了藏红T(ST)与DNA及藏红T-环糊精超分子体系与DNA的作用,计算了二者的结合常数和结合位点数。结果表明:通过超分子体系与DNA的作用,证实了低浓度时,DNA与ST的作用方式为DNA诱导ST在其表面进行长距组装,在DNA高浓度下,ST单体分子嵌插在DNA双螺旋中,使其荧光量子产率增加。 3.中性红与杯[4]芳烃磺酸钠形成稳定超分子包合物通过吸收和荧光光谱法得到证实。详细探讨了影响包合过程的因素,包括浓度、pH值、温度的影响,结果表明:二者形成化学计量1∶1包合物,杯[4]芳烃磺酸钠更易于包合中性红的酸性型体。热力学参数表明杯[4]芳烃磺酸钠与中性红形成包合物的主要是焓驱动的,水溶性杯芳烃磺酸钠呈现出小的疏水


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