Функциональные комплексы "гость-хозяин" спин-меченых молекул с циклодекстринами

• Автор: Ионова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Комплексы гостьхозяин циклодекстринов ЦЦ в растворе и в твердой фазе

1.2. ЭПРснсктроскоиия спиновых меток и зондов.

1.3. Сенсорные материалы на основе НД

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Получение комплексов

2.1.1. Трехкомпонентные комплексы 5 и уЦ Д в твердой фазе.

2.1.2. Комплексы включения производных РЦД со спинмечеными аналогами холестерина в растворе.
2.2. Приготовление образцов для экспериментов по взаимодействию ЦД с липидными мембранами
2.2.1 олучение липидных мембран
2.2.2. Приготовление образцов липидная мембрана ЦД.
2.3. Приготовление образцов с микрочастицами двуокиси кремния, модифицированными ЦД.
2.4. Измерение н анализ спектров ЭПР.
2.5. Моделирование спектров ЭПР спиновых зондов
2.6. Квантовохимические расчеты.
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА И ДИНАМИКА СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ СПИНМЕЧЕНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ИНДОЛА С ЦИКЛОДЕКСТРИНАМИ
3.1. Полярность окружения спиимсченых гостей в трехкомпонентных комплексах р и уЦД.
3.2. Молекулярная динамика.
3.3. Квантовохимические расчеты.
3.3.1. Комплексы рЦЦ
3.3.2. Комплексы уЦД
3.4. Трехкомпонентные комплексы р и уЦД в присутствии жидкой фазы углеводорода
3.4.1. Природа сильно иммобилизованных сигналов ЭПР. Комплексы включения стехиометрии 212.
3.4.2. Квантовохимические расчеты.
ГЛАВА 4 КОМПЛЕКСЫ ЦИКЛОДЕКСТРИНО СО СПИНМЕЧЕНЫМИ
АНАЛОГАМИ ХОЛЕСТЕРИНА. ВЛИЯНИЕ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ НА СТРУКТУРУ И ДИНАМИКУ ХОЛЕСТЕРИНСОДЕРЖАЩИХ МЕМБРАН
4.1. Определение стехиометрии и констант связывания комплексов.
4.2. Квантовохимические расчеты. Геометрии комплексов.
4.3. Гидродинамические размеры комплексов. Образование ассоциатов комплексов с молекулами ЦД.
4.4. Взаимодействие ЦД с холестеринсодержащими липидными мембранами.
ГЛАВА 5 ДИНАМИКА И ЛОКАЛЬНОЕ ОКРУЖЕНИЕ СПИНМЕЧЕНЫХ МОЛЕКУЛГОСТЕЙ В КОМПЛЕКСАХ С ЦЦ, КОВАЛЕНТНО СВЯЗАННЫМИ С МИКРОЧАСТИЦАМИ СИЛИКАГЕЛЯ. МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО ХЕМОСЕНСОРА
5.1. Молекулярная динамика спиновых зондов в комплексах с иммобилизованными ЦД.
5.2. Гидрофобность окружения
5.3. Влияние поверхности на комнлсксообразованнс ЦД.
5.4. Конкурентное связывание снинмсченой молекулы и аналита с ЦД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исключением является ОНгруппа ароматических молекулгостсй, которая проникает в полость ЦД и образует водородные связи с гидроксильными группами на основаниях ЦД . Растворимость в воде, мольл С 0. Кристаллическая вода, вес. Термодинамика образования комплексов ЦЦ гостьхозяин исследовалась с использованием различных экспериментальных подходов, см. В обзоре собраны термодинамические данные кК, Дв0, АН0, ТД8 комилексообразования природных и модифицированных а, р и УВД с разными классами органических соединений. Авторы отмечают, что изменения термодинамических величин при комилексообразовании природных и модифицированных ЦД согласуются с гидрофобной природой взаимодействия гостьхозяин. Наибольшее сродство к ЦД проявляют нейтральные молекулыгости по сравнению с их заряженной формой. ЦД, чем в ионизированной или протоннрованной форме. Органические растворители понижают связывание с ЦД. Было показано, что при комплексообразовашш алифатических аминов с аЦЦ в диметилформамиде значение ДО0 менее отрицательно, чем при комплексообразовании в воде . Однако, взаимодействие ароматических гостей с ЦД нельзя охарактеризовать как типичное гидрофобное взаимодействие. Так, 4гидроксифенилазобензоаты имеют почти одинаковое сродство к а и уЦД в воде и диметилформамиде . Хлорфснолы в циклогсксаие даже более склонны образовывать комплексы с метилзамещенным РЦЦ, чем в воде . По оценкам авторов обзора средние значения ЗДОс1Ме и 1ДНс1Ыс 0 число алифатических атомов углерода в госте для комплексообразования с аЦД составляют, соответственно, 3,1 и 3,3 кДжмоль. В случае РЦД средние значения ДсЛУЫс и адНс1Ыс 2,8 и 3,3 кДжмоль соответственно. Такие значения термодинамических величин позволяют считать, что основной вклад при включении метильных групп в полости а и РЦД дает энтальпийная составляющая. Однако, более детальная оценка термодинамических парамегров для каждого конкретного комплекса показывает, чго если процесс комплексообразования при стандартной температцре 8 К обусловлен энтальпийным фактором, то стабильность комплекса определяется энтропией . Для рЦД константы скорости образования комплексов стехиометрии 11 составили 9 Мс1 с отклонениями в пределах одного порядка для рассматриваемых гостей. Константы скорости диссоциации комплексов имели большие отличия в зависимости от гостя значения лежали в интервале от 1,85 с1 для 2нафтилэтанола до 2,1 7 с1 для хромона. Диссоциация комплексов с более сложной стехиометрией происходит значительно медленнее. Другие результаты исследования кинетики комплексообразования ЦД можно найти в работах 6, . СТМ и АСМ . В рамках настоящей работы особый интерес представляют результаты исследования комплексов гостьхозяин ЦД методом ЭПРспектроскопии спиновых меток и зондов, которые будут подробно изложены в следующем разделе. Наиболее хорошо изучены бинарные комплексы Ц Д как в растворе, так и в твердой фазе, см. В зависимости от размера и формы гостя, а также от концентрации ЦД иили гостя, комплексы включения могут иметь стехиометрии 1 Г 1 ЦД, 12, 21 или 22 , . Большое число публикаций посвящено изучению структуры комплексов ЦД, где в качестве метода исследования используют рентгеноструктурный анализ монокристалла комплекса, см. Согласно литературным данным выделяют три типа кристаллической упаковки комплексов клеточный, канальный и слоистый рис. Молекулы гостей определяют тип упаковки, при котором образуется подходящая полость для стабильного включения гостя. В кристаллических структурах клеточного типа полость одной молекулы ЦД заблокирована с обоих оснований соседними молекулами ЦД, что приводит к изоляции полости. Таким образом, находящиеся в них молекулы гостей не контактируют друг с другом. Для структур клеточного типа характерно две разновидности в зависимости от расположения молекул Ц Д относительно друг друга. В первом случае они располагаются перекрестно, по т. Другая форма клеточной упаковки напоминает кирпичную кладку молекулы ЦД размещаются по слоям, слои сдвинуты относительно друг друга так, что полость каждого ЦД закрыта с обоих оснований молекулами из соседних слоев.