光敏劑光敏活性的溶劑效應(yīng)及光敏反應(yīng)機(jī)理的理論研究.pdf

1、近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)一類羥基多元芳烴化合物苝醌類光敏劑(PQP)具有良好的光致生物活性,有望成為繼血卟啉類光敏劑之后的一類新型光敏藥物以治療腫瘤、愛(ài)滋病等頑癥. 前人推測(cè)這種光敏活性與該類藥物的分子內(nèi)氫傳遞有著內(nèi)在的關(guān)系,從而主要對(duì)該藥物的分子內(nèi)氫傳遞過(guò)程進(jìn)行了較為詳盡的研究.研究發(fā)現(xiàn)氫傳遞過(guò)程存在勢(shì)能面的交叉,并提出了這種交叉對(duì)該類物質(zhì)的光敏活性有重要的意義;還對(duì)該類體系的分子內(nèi)氫傳遞(IPT)機(jī)理以及取代基效應(yīng)對(duì)該類體系分子內(nèi)氫傳遞

2、過(guò)程的影響進(jìn)行了研究. 但在研究分子內(nèi)氫傳遞過(guò)程中并未考慮溶劑效應(yīng)的影響,因?yàn)閷?shí)際的反應(yīng)大都是在溶液中進(jìn)行的,所以本論文采用Craussian98程序包中的極化連續(xù)模型(PCM)對(duì)花醌(PQ)及其取代物IPT過(guò)程的溶莉效應(yīng)進(jìn)行了研究,探討了不同修飾基團(tuán)在溶劑中對(duì)PQP光敏活性的影響及其規(guī)律,為設(shè)計(jì)合成新型優(yōu)良光敏劑提供了理論基礎(chǔ). 得到的主要結(jié)果如下: (1)PQ在極性溶劑中的IPT勢(shì)壘要比氣相時(shí)低許多,所以更容易發(fā)生

3、分子內(nèi)氫傳遞;在極性溶劑中,PQ的IPT反應(yīng)過(guò)程中各個(gè)態(tài)的偶極矩都比在氣相時(shí)高:說(shuō)明此類分子在極性溶劑中更容易發(fā)生分子內(nèi)氫傳遞,溶劑極性越大越有利于這一反應(yīng)的進(jìn)行. (2)通過(guò)對(duì)PQ一系列取代物進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)在溶液中IPT勢(shì)壘與遷移氫電荷變化和偶極矩變化呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系;通過(guò)計(jì)算PQ不同取代物的溶劑效應(yīng),發(fā)現(xiàn)在R<,4>位取代的取代物IPT勢(shì)壘相對(duì)較小,所以我們可以通過(guò)在其R<,4>位上增加側(cè)鏈或側(cè)環(huán)的方法來(lái)降低苝醌類光敏劑的

4、IPT勢(shì)壘. 目前為止,我們雖然對(duì)苝醌類光敏劑分子內(nèi)氫傳遞作了比較詳盡的研究,但對(duì)其光敏機(jī)制的研究還有待于進(jìn)一步的解決,根據(jù)光敏物質(zhì)作用原理,采用密度泛函、含時(shí)密度泛函理論及連續(xù)介質(zhì)模型(PCM)的方法對(duì)竹紅菌甲素與氧氣作用的光敏反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了研究.研究發(fā)現(xiàn): (1)三線態(tài)的竹紅菌甲素與氧分子之間可以發(fā)生能量傳遞從而產(chǎn)生單線態(tài)氧;(2)竹紅菌甲素在溶液中存在三重態(tài)與三重態(tài)之間的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)叢而產(chǎn)生HA陰離子,產(chǎn)生的HA陰離子

5、又可與氧分子發(fā)生電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生超氧陰離子,從而發(fā)生了有氧參與的Ⅱ型反應(yīng)機(jī)制;(3)三重態(tài)的竹紅菌甲素不能被氧氣直接氧化產(chǎn)生超氧陰離子. 我們還根據(jù)物質(zhì)的光敏反應(yīng)機(jī)制,對(duì)萘醌及其鹵代物在無(wú)氧與有氧條件下光敏反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了研究.研究發(fā)現(xiàn):(1)在無(wú)氧的環(huán)境中萘醌及其鹵代物對(duì)DNA的損傷主要是來(lái)自于萘醌及其鹵代物的陽(yáng)離子;(2)在有氧的條件下萘醌及其鹵代物的去激發(fā)能可以提供足夠的能量與氧氣之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移產(chǎn)生單重態(tài)的氧;萘醌及其取代物的自