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6,7-二羥基香豆素的分子光譜性質及藥理活性研究

來源:未知 2019-06-19 09:47

摘要:

  隨著我國科技水平的不斷進步,我國的天然產物化學研究進入一個全新的階段。被人們發現的天然產物越來越多,天然產物的結構越來越復雜。相關學者使用先進的物理分析手段對天然

   6,7-二羥基香豆素的分子光譜性質及藥理活性研究

  李輝 遼寧排山樓黃金礦業有限責任公司 123000

  摘要:隨著我國科技水平的不斷進步,我國的天然產物化學研究進入一個全新的階段。被人們發現的天然產物越來越多,天然產物的結構越來越復雜。相關學者使用先進的物理分析手段對天然產物化學的天然有機化合物提取、結構分析、分離、生物活性和化學合成作為主要研究內容。6,7-二羥基香豆素是實驗人員通過核磁共振和質譜在中藥千金子中提取出來的單體化合物。 本文通過對狼拔草中的藥物成分6,7-二羥基香豆素分子進行研究使用密度泛函理論方法探究基態分子構型的電荷分布、核磁共振、振動頻率、拉曼和圓二色等光譜性質,結果和實驗結果基本一致,6,7-二羥基香豆素分子主要以電子性質為主,酯基和酚羥基是分子類藥理活性位點,本文研究的主要內容6,7-二羥基香豆素的分子光譜性質及藥理活性。

  關鍵詞:6,7-二羥基香豆素;狼拔草;分子光譜性質;藥理活性

  6,7-二羥基香豆素是一種醫藥中間體,是一種白色至淺黃色針狀結晶,不溶于乙醚和稀堿溶液,微溶于水和乙醇。6,7-二羥基香豆素對痢疾桿菌具有明顯抑制作用,常用于治療急性菌痢,具有平喘和祛痰的作用。相關學者通過對分子前沿軌道、FuKui函數、分子能量和NBO分析等進行詳細計算,根據這些分子能量數據可以對6,7-二羥基香豆素的藥理活性進行理論分子,為后續實驗設計做準備。加強對6,7-二羥基香豆素思維分子光譜性質和藥理活性進行研究,能夠提取出更多的草藥活性成分來治愈患者,提高我國的醫療水平,促進我國的藥學發展。

  1 研究方法

  使用Gaussian View程序和Chem Bio Oiffice軟件對分子構型進行設計,紫外可見光光譜、核磁共振氫譜、拉曼光譜和分子構型以及紅外光譜IR的計算都在Gaussian 03程序中完成。選擇密度泛函的B3LYP方法和6-311+g,d(P)基組,用過渡態理論模型,選擇勢能面上穩定的點,頻率計算的相對校正因子是0.9603。在DFRT框架中,全局性反應活性指數如化學硬度η和化學勢µ可以表示為:

  η=(ð2E/ ðN2)V=(ðµ/ðN)V

  µ=-X=( ðE/ðN)V

  E是體系的總能量;N為體系電子總數;V外部勢能;µ可定義為電負性X的負值。根據Mulliken原理,µ=-x=-(I+A)/2,η=I-A,I和A分別是第一離勢和電子親和勢。在定域反應活性指數內使用FuKui函數能夠是電子密度ρ(r)對電子數N的一階微商,FuKui函數是非連續性的,使用有限差分近似方法能夠簡化FuKui函數ƒ+(r) ,獲得ƒ-(r)=ΡN(r)- ΡN-1(r); ƒ+(r)= ΡN+1(r)- ΡN(r)。式中的ΡN(r)是中性分子的電子密度、ΡN-1(r)是陽離子電子密度、ΡN+1(r)是陰離子電子密度。 這些計算可以在微型計算服務器上完成,也可以借助超算遠程計算格點Ggrid服務完成,少數的圖像內容可以使用Multiwfn3.3程序進行繪制和分析[1]。

  2 結果

  2.1分子構型分析

  6,7-二羥基香豆素分子的化學式為C9H6O4,6,7-二羥基香豆素分子是由一個苯環和酯環結合而成的,分子中存有不飽和結構。酯基和碳碳雙鍵的相互影響會導致導致右邊的環狀出現扭曲形的分子結構。整個分子基本屬于平面型的結構,只有右邊六元環出現了平面內的扭曲。

  2.2紅外光譜

  使用基態的分子構型進行頻率振動計算,振動頻率都是正值,表明勢能面最低點具有穩定性和可信性。分子的振動大多集中在分子所屬平面內,整個分子呈平面型穩定的結構,酯基中的C=O作用力占主導地位,模擬計算得到的紅外光譜出現情況和實驗紅外光譜基本一致。

  2.3 核磁與拉曼光譜

  6,7-二羥基香豆素分子中的C、H原子核磁共振氫譜模擬計算的化學位移數值主要集中在110~150ppm區域內,苯環上C1、C2連接的O原子具有較大電負性,導致原子化學發生較大位移。C原子所處的環境基本一致,核磁共振氫譜化學位移在110PPm左右。H原子的核磁共振化學位移具有明顯差異, 與O原子直接相連的H原子化學位移較大,在碳碳雙鍵上的H原子化學位移最小[2]。

  2.4 UV-Vis與圓二色光譜性質

  在穩定的基態構型上使用相同的基組和方法對6,7-二羥基香豆素分子的紫外線吸收光譜進行計算,最大的單一紫外吸收波長出現在187nm處,摩爾吸收系數非常高,表明分子基態穩定。6,7-二羥基香豆素分子需要強頻率的紫外光照射才能形成激發態,所以很難成為發光材料。圓二色性光譜探究了DNA和順鉑的相互作用,探究圓二色性光譜能夠分析大豆胰蛋白酶抑制分子性質,表明電子圓二色性光譜在藥物和分子活性中具有突出優勢。 211nm處的正性康登效應是分子內左側芳香苯環上的電子躍遷導致的,目標化合物在262nm處具有微弱的負性康登效應,存在遠紫外光譜區。分子的圓二色性主要由分子內苯環上的電子躍遷引起的[3]。

  結語:

  在藥理學中將狼把草用于藥物的合成和制備中,能夠在臨床上發揮更大的功效。醫護人員對患者注射含有狼把草的提取物,能夠降低患者的血糖,提高患者心跳振幅等等。本文使用了密度泛函B3LYP的方法,結合PCM溶劑模型和6-311+g,d(P)基組,確定狼把草中的藥物成分6,7-二羥基香豆素的基態穩定結構。使用紫外可見光光譜UV-Vis、拉曼光譜、紅外光譜IR以及核磁共振氫譜等進行模擬和計算,獲得的實驗結果誤差小,分子密度、靜電勢還有分子軌道能級等指標均表明6,7-二羥基香豆素以電子功能為主。 對6,7-二羥基香豆素的藥理活性進行研究,具有很積極的科學意義。

  參考文獻:

  [1]李芳,孫向英.香豆素衍生物的光譜性質研究及痕量Fe3+的測定[J].光譜學與光譜分析,2008,28(9):2165-2168.

  [2]封家福,趙琦,衛秀敏等.千金子中6,7-二羥基香豆素的分離鑒定及抗氧化活性研究[J].糧油食品科技,2015,(3):32-35.

  [3]曹衛權,薛建鋒,石春明等.6,7-二羥基香豆素的研制[J].精細化工中間體,2013,43(3):39-41.


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