两种中药单体光物理和光化学性质研究

摘要

中药单体一般是指从中草药里提取的高纯单一的有效活性成分，研究中药单体分子的结构及其与其它分子相互作用时的构象变化以及其动力学性质，对于将来进一步研究药物的作用机理、毒理以及药物代谢动力学具有重要的意义。拉曼光谱分析法是对和入射光频率不同的散射光谱进行分析从而得到分子的转动和振动信息，并把它应用于分子结构研究的一种分析方法，能够在分子水平上提供物质的结构变化和成分变化的信息。研究中药单体分子的拉曼光谱表征，可以为组分复杂的中药提供成分分析鉴定方法。激发态分子内质子转移反应是是自然界的基本过程之一，属于质子转移反应的一种。激发态分子内质子转移对于光化学和光物理性质的研究具有重要的意义，是目前理论和实验研究的热点之一。同时，对于中药单体光物理和光化学性质的研究，也为以中药单体分子为基础的新的药物分子的设计提供了一个有效的途径。
　　本论文主要通过理论计算和光谱实验相结合，研究了中药单体丹皮酚的拉曼光谱以及中药单体丹皮酚和黄芩素的激发态分子内质子转移耦合电荷转移反应。我们通过实验测得了丹皮酚的拉曼光谱，并结合密度泛函计算对丹皮酚的振动频率进行了归属。通过实验和理论计算的结合，证明了丹皮酚在乙醇溶液中会和乙醇分子形成分子间的氢键，并对丹皮酚的拉曼光谱产生影响。电荷转移分析表明丹皮酚和银所构成的复合物是通过强的化学吸附形成的，通过分析实验测得的丹皮酚和银胶相互作用的拉曼光谱，我们确定了银和丹皮酚的结合位点;通过乙醇溶液中丹皮酚荧光光谱和吸收光谱之间大的斯托克斯位移，推断丹皮酚具有激发态分子内质子转移的特性，并通过了一系列的理论计算进行了验证，计算的势能曲线表明丹皮酚在激发态发生的分子内质子转移的过程是无能垒的。此外我们还通过密度泛函和含时密度泛函的方法研究了它的前线分子轨道，证明了丹皮酚在发生激发态分子内质子转移的同时也具有电荷转移的特点。最后，我们研究了中药单体黄芩素的激发态分子内质子转移耦合电荷转移的反应。稳态光谱实验和量子化学计算都表明黄芩素具有激发态分子内质子转移的特点，并且稳态光谱还表明S1态是个暗态。前线分子轨道和电荷差异密度表明暗的S1态具有电荷转移的特点，是个电荷转移态，而S2态是个局域激发态。黄芩素势能曲线的计算也表明了黄芩素激发态分子内质子转移的反应是个无能垒的过程。