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随着医药学和生命科学的发展,研究药物和具有生物活性的小分子、蛋白质的相互作用机理,对药代动力学的认识和开发新药具有极其重要的意义,是目前生命科学、化学和临床医学中共同关注和感兴趣的课题之一。氨基酸和二肽是蛋白质的结构单元,是蛋白质发挥活性作用的基础,也是涉及人体内多种细胞功能的重要物质。氨基酸和二肽与药物之间相互作用的研究,不仅对研究药物与蛋白质相互作用的本质具有指导作用,而且对了解药物的吸收和代谢也具有重要的实际意义。本文选取的生物小分子为四种氨基酸和三种二肽,四种药物为十四烷基氯化吡啶([Tet Py][Cl])、十六烷基氯化吡啶([Cet Py][Cl])、水杨酸钠([Na][Sal])、磺胺醋酰钠([Na][SA]),通过电导法、体积法、光谱法研究了生物小分子与四种药物之间的相互作用。研究的内容和结果如下:(1)通过电导法测定了五个温度下,药物在水溶液和生物小分子水溶液中的电导率,并进一步计算了具有表面活性的药物[Tet Py][Cl]、[Cet Py][Cl]的CMC、(35)Gmq、(35)Hmq、(35)Smq等热力学数值,[Tet Py][Cl]、[Na][Sal]和[Na][SA]的极限摩尔电导率(43)0,以及三个药物在生物小分子水溶液中的Walden值。发现在相同条件下,[Tet Py][Cl]的CMC大于[Cet Py][Cl]的CMC,表明烷基链越长越容易形成胶束。两者的CMC均小于其在水中的CMC,表明加入生物小分子有助于形成胶束,并且胶束化过程可以自发进行,在胶束化过程中存在着焓-熵补偿效应。[Tet Py][Cl]、[Na][Sal]和[Na][SA]的(43)0随着生物小分子水溶液的浓度增大而减小,药物在大部分生物小分子水溶液中优先于其在水中发生溶剂化。(2)通过体积法测定了四个温度下,生物小分子在不同浓度的药物水溶液中的密度。进一步计算了体积性质相关参数:标准偏摩尔体积V2q,f、标准偏摩尔转移体积(35)Vtq、偏摩尔膨胀系数fEq、理论水化数NH、热膨胀系数b和Hepler’s常数等数值。结果发现生物小分子在药物水溶液中的标准摩尔体积均小于其在水中的标准摩尔体积,即)53(tVq为负值,随着温度和药物水溶液浓度的增大而逐渐增大。这表明生物小分子与药物水溶液之间的疏水-疏水基团相互作用和离子-疏水基团间的相互作用占主导地位,并且随着温度的升高和浓度的增大这两种作用逐渐增强。理论水化数随着温度的升高和药物水溶液浓度的增大而减小,表明温度的升高和药物水溶液浓度的增大均能够对生物小分子产生去水化作用。(3)通过氨基酸烷基链中碳原子数与其标准偏摩尔体积具有良好的线性关系以及甘氨酰二肽的标准偏摩尔体积与其对应的氨基酸的标准偏摩尔体积之间的线性关系,计算了氨基酸的CH2、两性基团(NH3+,COO-)和其他烷基基团以及二肽的甘氨酰基(CH2CONH)对其标准偏摩尔体积的贡献值,发现在水溶液中,药物与生物小分子的甘氨酰基(CH2CONH)以及两性端基(NH3+,COO-)之间的相互作用强于药物与生物小分子的疏水基团之间的相互作用。(4)通过紫外光谱法,测定了不同浓度下三元体系在不同波长下的吸光度,通过图谱分析发现药物[Tet Py][Cl]和[Cet Py][Cl]在210 nm左右的紫外吸收峰发生了红移,[Na][Sal]在200 nm和230 nm左右的紫外吸收峰左右发生了红移,并且三种药物都产生了增色效应;由计算出的三元体系中药物与生物小分子的结合常数,发现结合常数随着生物小分子烷基链增长而逐渐增大,说明生物小分子与药物之间的相互作用逐渐增强。(5)通过红外光谱法,测定官能团的峰形和强弱变化可以确定药物与生物小分子相互作用的位置,发现[Cet Py][Cl]和[Tet Py][Cl]与生物小分子之间相互作用时产生了胶束,[Na][SA]与生物小分子相互作用时[Na][SA]中的氨基与生物小分子中的羟基产生了氢键。[Na][Sal]与生物小分子相互作用时[Na][Sal]中的羟基与生物小分子中的氨基产生了氢键。(6)通过核磁共振氢谱法测定药物水溶液、生物小分子水溶液以及两者混合的水溶液的氢谱,通过分析核磁共振氢谱可以求得它们的化学位移,发现混合后位移差为负值,可以得到两者相互作用时有氢键形成或存在离子-偶极相互作用。