儿茶酚胺电极表面微环境效应以及苯二酚类取代基效应的研究

发布时间：2017-05-13 04:15

  本文关键词：儿茶酚胺电极表面微环境效应以及苯二酚类取代基效应的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多巴胺和去甲肾上腺素属于儿茶酚胺类物质,在哺乳动物体内具有重要的调控作用,考察其在生理环境下的生物电化学氧化还原能力具有重要意义。儿茶酚胺类物质都含有酚羟基和氨基结构,蛋白质、氨基酸和核酸等生理环境中的物质会通过氢键等相互作用影响其氧化还原能力。因为氧化还原电位可以很好地预测物质发生氧化还原反应的难易程度,所以本文中我们主要是通过实验和理论氧化还原电位来研究儿茶酚胺类物质的电子转移反应以及氨基酸对其的影响。文中,我们采用循环伏安法测出了多巴胺和去甲肾上腺素在水溶液中的氧化还原电位,并采用密度泛函方法计算出了其理论氧化还原电位。计算值表明理论和实验氧化还原电位吻合相当好,我们采用的计算方法可以准确预测儿茶酚胺类物质的氧化还原电位。在此基础上,采用实验和理论相结合的方法,预测了甘氨酸对儿茶酚胺类物质电子转移能力的影响,表明氢键弱相互作用的形成会使其供电子能力减弱,氧化还原电位增大。此外,以邻苯二酚和对苯二酚作为包括儿茶酚胺类物质在内的苯二酚的代表,我们首先在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上计算了这两种同分异构体的氧化还原电位,并且采用循环伏安实验验证了理论计算的可靠性。以此为基础,通过理论计算详细讨论了苯二酚及其衍生物的氧化还原电位的取代基效应。对七个取代基(-F,-Cl,-OH,-COOH,-CN,-NH2和-NO2)的研究表明-OH和-NH2等给电子基团会使氧化还原电位减小,而-NO2和-CN等拉电子基团会使氧化还原电位增大。另外,采用理论方法计算了液相氧化态HOMO和LUMO轨道能量与氧化还原电位之间的关系,以期能够促进氧化还原电位的预测。最后,我们采用理论模拟的方法,以去甲肾上腺素在金电极表面的反应为例,探究了电极表面的微环境效应,加深了人们对苯二酚类物质氧化机理的认识,实现了实验和理论的统一。
【关键词】：多巴胺 去甲肾上腺素 氧化还原电位 甘氨酸 密度泛函理论 循环伏安法 氢键 取代基效应
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R927;O657.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 多巴胺和去甲肾上腺素7-10
• 1.1.1 儿茶酚胺简介7
• 1.1.2 多巴胺7-8
• 1.1.3 去甲肾上腺素8-9
• 1.1.4 多巴胺和去甲肾上腺素的研究进展9-10
• 1.2 苯二酚和醌10-11
• 1.3 甘氨酸11-12
• 1.4 本论文的研究内容及意义12-13
• 第2章 理论部分13-16
• 2.1 量化计算方法13-14
• 2.1.1 Mφller Plesset 方法13-14
• 2.1.2 密度泛函(DFT)方法14
• 2.2 量化计算软件14-16
• 2.2.1 Gaussian和Gaussview14-15
• 2.2.2 Materials studio15-16
• 第3章 多巴胺及多巴胺与甘氨酸形成的超分子氢键复合物的氧化还原电位的试验和理论研究16-27
• 3.1 引言16-17
• 3.2 实验部分17
• 3.2.1 实验仪器和试剂17
• 3.2.2 实验测试体系17
• 3.3 理论部分17-20
• 3.3.1 方法一18-19
• 3.3.2 方法二19
• 3.3.3 热力学分析19-20
• 3.4 结果与讨论20-25
• 3.4.1 温度对多巴胺循环伏安响应的影响20-21
• 3.4.2 pH对多巴胺循环伏安响应的影响21-22
• 3.4.3 多巴胺/多巴胺醌电对的氧化还原电位22-23
• 3.4.4 多巴胺-甘氨酸/多巴胺醌-甘氨酸电对的实验和理论研究23-25
• 3.5 结论25-27
• 第4章 去甲肾上腺素及其与甘氨酸形成的超分子复合物的氧化还原电位的试验和理论研究27-37
• 4.1 引言27-28
• 4.2 实验部分28
• 4.2.1 电极处理28
• 4.2.2 测试体系28
• 4.3 理论部分28-31
• 4.3.1 方法一29-30
• 4.3.2 方法二30-31
• 4.4 结果与讨论31-36
• 4.4.1 pH对去甲肾上腺素循环伏安响应的影响31-33
• 4.4.2 理论预测去甲肾上腺素/去甲肾上腺素醌电对的氧化还原电位33-34
• 4.4.3 去甲肾上腺素-甘氨酸/去甲肾上腺素醌-甘氨酸电对的氧化还原电位的实验和理论预测34-36
• 4.5 结论36-37
• 第5章 取代基对苯二酚氧化还原电位的影响：理论和实验研究37-49
• 5.1 引言37-38
• 5.2 理论部分38
• 5.3 实验部分38
• 5.4 结果与讨论38-48
• 5.4.1 对苯二酚和邻苯二酚氧化还原电位的理论研究38-39
• 5.4.2 对苯二酚和邻苯二酚氧化还原电位的循环伏安研究39-42
• 5.4.3 对苯二酚和邻苯二酚氧化还原电位的取代基效应42-46
• 5.4.4 氧化还原电位和分子轨道能量之间的关系46-48
• 5.5 结论48-49
• 第6章 去甲肾上腺素在金电极表面氧化还原反应的研究49-53
• 6.1 引言49
• 6.2 计算方法49-50
• 6.3 结果与讨论50-52
• 6.4 结论52-53
• 参考文献53-62
• 在读期间发表的学术论文及研究成果62-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 宋彦梅,尹秋响,王静康;甘氨酸的应用及生产技术[J];氨基酸和生物资源;2003年02期

2 吴惠毅,陈晋,王卫国,沈来龙;导数-同步荧光法同时测定尿液肾上腺素和去甲肾上腺素[J];分析化学;1997年04期

3 郭宪厚;李金金;同元辉;王传海;郁章玉;;石墨烯修饰电极对肾上腺素电催化性能的研究[J];菏泽学院学报;2011年05期

4 杜丹,王升富,黄春保;L-半胱氨酸修饰金电极对邻苯二酚和对苯二酚的电催化及分析应用[J];分析测试学报;2001年05期

5 谭金芝,肖鹤鸣,贡雪东,李金山;硝酸甲酯分子间相互作用的DFT和ab initio比较[J];物理化学学报;2002年04期

6 徐伯华,李来才,唐作华;甘氨酸与水分子间相互作用的理论研究[J];原子与分子物理学报;2003年02期

7 李兴革;李江林;彭朝林;;低浓度去甲肾上腺素对局部血液循环影响的实验研究[J];中国社区医师(医学专业);2012年03期

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1 曹真真;去甲肾上腺素及心率变异性与冠心病合并焦虑症的相关性研究[D];吉林大学;2013年

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本文编号：361571