天然产物绝对构型的确定及其振动光谱研究

摘要

本论文以分子振动光谱仪：傅里叶红外光谱仪（ Fourier Transform Infrared Spectrometer, FT-IR）和振动圆二色谱仪（ Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy, VCD）为实验检测手段，以量子化学计算方法，密度泛函算法(density functional theory，DFT)为理论研究手段，通过理论光谱与实验光谱的分析对比及能量分析，确定了几种天然产物的绝对构型和构象分布。本论文研究的天然产物均具有一定的药用价值，药物分子立体结构的确定能为分子改造、新药开发提供清晰的结构基础。主要研究内容如下：
　　1、槐果碱和氧化槐果碱两种苦参型生物碱振动光谱的测定及其绝对构型研究：采用傅里叶红外光谱仪和振动圆二色谱仪分别在薄膜和氘代二甲亚砜、氘代氯仿两种溶剂中检测槐果碱的实验光谱。分别在气相模型(gas phase)，极化连续介质模型(polarized continuum model， PCM)以及显式溶剂模型与隐式溶剂模型的结合模型(combination of explicit and implicit solvation model， expli.+ PCM)中，在B3LYP/cc-pVTZ水平上计算槐果碱的理论光谱。采用傅里叶红外光谱仪和振动圆二色谱仪在薄膜中检测氧化槐果碱的实验光谱。在气相模型中，分别在B3LYP/cc-pVTZ和B3LYP/6-311+G(d, p)水平上计算氧化槐果碱的理论光谱和能量。结果表明，槐果碱和氧化槐果碱均具有两种构象异构体以一定比例共存：C/D-反式和C/D-顺式。槐果碱的立体结构可确定为：5S6S7S11R，A-椅式，B-椅式，C-椅式，D-沙发式，A/B-反式，A/C-顺式，A/C-顺式。氧化槐果碱的立体结构可确定为：5S6S7S11R，A-椅式，B-椅式，C-椅式，D-沙发式，A/B-反式，A/C-顺式，A/C-顺式。
　　2、青蒿素和双氢青蒿素两种青蒿素类药物分子振动光谱的测定及其绝对构型研究：采用傅里叶红外光谱仪和振动圆二色谱仪在溶剂氘代二甲亚砜中检测青蒿素和双氢青蒿素的实验光谱。在极化连续介质模型中，分别在 B3LYP/cc-pVTZ和B3LYP/6-31+G(d, p)水平上计算青蒿素的理论光谱。分别在极化连续介质模型和显式溶剂模型与隐式溶剂模型的结合模型中，在B3LYP/cc-pVTZ和B3LYP/6-31+G(d, p)水平上计算双氢青蒿素的理论光谱和能量。结果表明，青蒿素和双氢青蒿素均具有唯一稳定的立体结构。青蒿素的立体结构可确定为：1S4S5S6R7S10R11R，A-椅式，B-船式，C-椅式。A/B-反式，B/C-顺式，A/C-顺式。双氢青蒿素的立体结构可确定为：1S4S5R6R7S10R11R12S，A-椅式，B-船式，C-椅式，A/B-反式， B/C-顺式，A/C-顺式。
　　3、甲睾酮、去氢表雄酮和醋酸去氢表雄酮三种甾体激素类分子振动光谱的测定及其绝对构型研究：采用傅里叶红外光谱仪和振动圆二色谱仪在溶剂氘代二甲亚砜中检测甲睾酮、去氢表雄酮和醋酸去氢表雄酮的实验光谱。分别在极化连续介质模型和显式溶剂模型与隐式溶剂模型的结合模型中，在 B3LYP/cc-pVTZ和B3LYP/6-31+G(d, p)水平上计算甲睾酮和去氢表雄酮的理论光谱。在极化连续介质模型中，在B3LYP/cc-pVTZ和B3LYP/6-31+G(d, p)水平上计算醋酸去氢表雄酮的理论光谱和能量。结果表明，甲睾酮和去氢表雄酮均具有三种构象异构体以一定比例共存，醋酸去氢表雄酮具有两种构象异构体以一定比例共存。甲睾酮的立体结构可确定为：8R9S10R13S14S17S，A-扭椅式，B-椅式，C-椅式，D-信封式，A/B-反式，B/C-反式，C/D-反式。去氢表雄酮的立体结构可确定为：3S8R9S10R13S14S， A-椅式，B-扭椅式，C-椅式，D-信封式，A/B-反式（顺式），B/C-反式，C/D-反式。醋酸去氢表雄酮的立体结构可确定为：3S8R9S10R13S14S，A-椅式，B-扭椅式， C-椅式，D-信封式，A/B-反式，B/C-反式，C/D-反式。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 前言

1.2 傅里叶红外光谱仪的发展和应用

1.3 振动圆二色谱仪的发展和应用

1.4 分子振动光谱研究的理论方法

1.5 两种苦参碱：槐果碱和氧化槐果碱的研究现状

1.6 青蒿素类药物的研究现状

1.7 几种甾体激素的研究现状

1.8 论文选题背景及意义

1.9 论文研究的主要内容

第2章 两种苦参型生物碱分子结构和振动光谱的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 理论计算

2.4 槐果碱分子结构和振动光谱研究

2.5 氧化槐果碱分子结构和振动光谱研究

2.6 小结

第3章 青蒿素类药物分子结构和振动光谱的研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 理论计算

3.4 青蒿素分子结构和振动光谱研究

3.5 双氢青蒿素分子结构和振动光谱研究

3.6 小结

第4章 几种甾体激素分子结构和振动光谱的研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 理论计算

4.4 甲睾酮分子结构和振动光谱研究

4.5 去氢表雄酮分子结构和振动光谱研究

4.6 醋酸去氢表雄酮分子结构和振动光谱研究

4.7 小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢