Термодинамическая характеристика взаимодействий аминокислот и пептидов с некоторыми краун-соединениями и циклодекстринами в водном растворе

• Автор: Терехова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 143 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1.Физикохимические свойства макроцикличсских соединений эфира краун6 .

криптанда 2 .

а и 3циклодекстринов .

2.2.0сновные физикохимические свойства аминокислот, пептидов и их водных растворов .

2.3.Термодинамвческие и структурные характеристики процессов комплексообразования макроциклических лигандов с биологически активными соединениями .
2.4.Термические свойства кристаллических комплексов макроцикличсских лигандов с молекулами биологической значимости .

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Калориметрия растворения
3.1.1. Конструкция калориметра .
3.1.2. Методика проведения эксперимента
и определение погрешностей измерения теплового эффекта растворения .
3.1.3. Обработка экспериментальных данных калориметрического опыта .
3.2. Метод денсиметрни. Методика проведения измерений и обработки экспериментальных данных .
3.3. Характеристика используемых реактивов .
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Калориметрическое исследование термодинамики комплексообразования краун6 с аминокислотами в воде .
4.2. Термодинамика процессов образования комплексов между краун6 и пептидами .
4.3. Объемные эффекты взаимодействия
краун6 с аминокислотами в воде .
4.4. Термодинамические характеристики взаимодействия криптанда 2 с аминокислотами .
4.5. Термодинамические параметры взаимодействий а и 0циклодекстринов с аминокислотами и пептидами в водном растворе .
5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ .
6. ЛИТЕРАТУРА .
7. ПРИЛОЖЕНИЕ .
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Важность этого вопроса объясняется самой природой КЭ, необычайно гибких лигандов, способных перестраивать свою конформацию в соответствии с природой координируемой молекулы или катиона и условиями проведения реакции . С в которой молекула макроцикла принимает компактную эллипсообразную форму рис. Рисунок 2. Доблср на основании анализа результатов расчетов конформаций К6, основанных на рентгеноструктурных данных для структур К6 и его комплексов, пришел к заключению о нахождении К6 в кристаллах в виде различных конформаций, причем примерно в 23 случаев полиэфир имеет приближенно Осимметрию рис. Такой геометрии макроцикла соответствует расположение атомов кислорода в углах правильного шестиугольника со стороной 2. А, что соотносится с вандерваальсовым диаметром атома О . Кислородные атомы располагаются на 0. А выше или ниже через один своей среднеквадратичной плоскости. Расчеты, проведенные методом молекулярной механики для всех конформеров эфира К6 , в большинстве случаев показали отсутствие существенного напряжения К6 энергия напряжения относительно Озйконформсра не превышает . Джмоль1. Озаконформер является преобладающим и в кристаллических гидратах К6. К и делают вывод о близости конформации макроцикла в гидрате к симметрии. Результаты исследования гидратов К6, проведенные Фукухарой с сотр. ИКспектроскопии, свидетельствуют о существовании четырех гидратов при температуре жидкого азота, два из них имеют состав К66Н и К64. Н конгруэнтные точки плавления которых 6. К соответственно. В обоих гидратах выявлено преобладание Оздсимметрии макроциклического эфира. Вопрос о том, какая из конформаций является более устойчивой в растворе, неоднократно обсуждался в литературе 3, но данные различных исследований приводят к противоречивым результатам. По мнению авторов работы , С конформация, реализованная в свободном К6, не является преобладающей и наиболее устойчивой формой в растворе. Это противоречит предсказанию теоретических расчетов по метод молекулярной динамики , согласно которым 0,конформер гак же или более устойчив, как и Озаконформер. Випфом с сотр. К6 в различных растворителях. При малой величине диэлектрической постоянной растворителя расчет приводит к низшей по энергии структуре симметрии С. В более полярном окружении преобладающей является конформация симметрии Оза. Аналогичные результаты были получены авторами работы , которые на основе расширенной модели реперных точек взаимодействия исследовали термодинамику сольватации конформеров полиэфира К6 в различных растворителях. Авторами делается вывод о повышенной устойчивости структуры Им в полярном растворителе. К6 в таких растворителях, как вода, ацетонитрил и хлороформ. Из сопоставления конформаций полиэфира в указанных выше растворителях и величин их энтальпии сольватации авторами отмечается, что повышение диэлектрической проницаемости среды и наличие специфических взаимодействий с растворителем приводит к конформационной перестройке макроцикла и заметному повышению экзотермичности процесса сольватации. Так, переход от конформера с симметрией С, характерной для молекулы свободного К6, к конформеру Ом в ацетонитриле и воде связан с выделением энергии, равным . Джмоль1 соответственно. Интересно соотнести энтальпии сольватации К6, полученные экспериментально, с результатами расчета по методу МонтеКарло с использованием атоматомных потенциальных функций Клементи для кластера, включающего 0 молекул воды . Расчет дал следующие результаты наименее гидратированной с энергией 6. Джмоль1 оказалась конформация симметрии Си конформация гидратирована почти в той же степени, что и С1 5. Джмоль1 соотв. Зубынин с сотр. По мнению авторов, необходимо учитывать энергетические затраты в процессе сольватации на происходящий разрыв связей водавода в ближней сольватной области . Тогда, получаются соответственно следующие энергии гидратации . Джмоль1. Энтальпия гидратации К6, определенная авторами калориметрическим методом ДНьуаг3. Джмоль1, наилучшим образом согласуется с расчетами для конформера Ци, и это свидетельствует о его доминировании в водном растворе.