6,7-二羟基香豆素的分子光谱性质及药理活性研究

　　 6,7-二羟基香豆素的分子光谱性质及药理活性研究

　　李辉 辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司 123000

　　摘要：随着我国科技水平的不断进步，我国的天然产物化学研究进入一个全新的阶段。被人们发现的天然产物越来越多，天然产物的结构越来越复杂。相关学者使用先进的物理分析手段对天然产物化学的天然有机化合物提取、结构分析、分离、生物活性和化学合成作为主要研究内容。6,7-二羟基香豆素是实验人员通过核磁共振和质谱在中药千金子中提取出来的单体化合物。 本文通过对狼拔草中的药物成分6,7-二羟基香豆素分子进行研究使用密度泛函理论方法探究基态分子构型的电荷分布、核磁共振、振动频率、拉曼和圆二色等光谱性质，结果和实验结果基本一致，6,7-二羟基香豆素分子主要以电子性质为主，酯基和酚羟基是分子类药理活性位点，本文研究的主要内容6,7-二羟基香豆素的分子光谱性质及药理活性。

　　关键词：6,7-二羟基香豆素；狼拔草；分子光谱性质；药理活性

　　6,7-二羟基香豆素是一种医药中间体，是一种白色至浅黄色针状结晶，不溶于乙醚和稀碱溶液，微溶于水和乙醇。6,7-二羟基香豆素对痢疾杆菌具有明显抑制作用，常用于治疗急性菌痢，具有平喘和祛痰的作用。相关学者通过对分子前沿轨道、FuKui函数、分子能量和NBO分析等进行详细计算，根据这些分子能量数据可以对6,7-二羟基香豆素的药理活性进行理论分子，为后续实验设计做准备。加强对6,7-二羟基香豆素思维分子光谱性质和药理活性进行研究，能够提取出更多的草药活性成分来治愈患者，提高我国的医疗水平，促进我国的药学发展。

　　1 研究方法

　　使用Gaussian View程序和Chem Bio Oiffice软件对分子构型进行设计，紫外可见光光谱、核磁共振氢谱、拉曼光谱和分子构型以及红外光谱IR的计算都在Gaussian 03程序中完成。选择密度泛函的B3LYP方法和6-311+g，d（P）基组，用过渡态理论模型，选择势能面上稳定的点，频率计算的相对校正因子是0.9603。在DFRT框架中，全局性反应活性指数如化学硬度η和化学势µ可以表示为：

　　η=（ð2E/ ðN2）V=（ðµ/ðN）V

　　µ=-X=( ðE/ðN)V

　　E是体系的总能量；N为体系电子总数；V外部势能；µ可定义为电负性X的负值。根据Mulliken原理，µ=-x=-(I+A)/2，η=I-A，I和A分别是第一离势和电子亲和势。在定域反应活性指数内使用FuKui函数能够是电子密度ρ（r）对电子数N的一阶微商，FuKui函数是非连续性的，使用有限差分近似方法能够简化FuKui函数ƒ+(r) ,获得ƒ-(r)=ΡN(r)- ΡN-1(r); ƒ+(r)= ΡN+1(r)- ΡN(r)。式中的ΡN(r)是中性分子的电子密度、ΡN-1(r)是阳离子电子密度、ΡN+1(r)是阴离子电子密度。 这些计算可以在微型计算服务器上完成，也可以借助超算远程计算格点Ggrid服务完成，少数的图像内容可以使用Multiwfn3.3程序进行绘制和分析[1]。

　　2 结果

　　2.1分子构型分析

　　6,7-二羟基香豆素分子的化学式为C9H6O4，6,7-二羟基香豆素分子是由一个苯环和酯环结合而成的，分子中存有不饱和结构。酯基和碳碳双键的相互影响会导致导致右边的环状出现扭曲形的分子结构。整个分子基本属于平面型的结构，只有右边六元环出现了平面内的扭曲。

　　2.2红外光谱

　　使用基态的分子构型进行频率振动计算，振动频率都是正值，表明势能面最低点具有稳定性和可信性。分子的振动大多集中在分子所属平面内，整个分子呈平面型稳定的结构，酯基中的C=O作用力占主导地位，模拟计算得到的红外光谱出现情况和实验红外光谱基本一致。

　　2.3 核磁与拉曼光谱

　　6,7-二羟基香豆素分子中的C、H原子核磁共振氢谱模拟计算的化学位移数值主要集中在110～150ppm区域内，苯环上C1、C2连接的O原子具有较大电负性，导致原子化学发生较大位移。C原子所处的环境基本一致，核磁共振氢谱化学位移在110PPm左右。H原子的核磁共振化学位移具有明显差异， 与O原子直接相连的H原子化学位移较大，在碳碳双键上的H原子化学位移最小[2]。

　　2.4 UV-Vis与圆二色光谱性质

　　在稳定的基态构型上使用相同的基组和方法对6,7-二羟基香豆素分子的紫外线吸收光谱进行计算，最大的单一紫外吸收波长出现在187nm处，摩尔吸收系数非常高，表明分子基态稳定。6,7-二羟基香豆素分子需要强频率的紫外光照射才能形成激发态，所以很难成为发光材料。圆二色性光谱探究了DNA和顺铂的相互作用，探究圆二色性光谱能够分析大豆胰蛋白酶抑制分子性质，表明电子圆二色性光谱在药物和分子活性中具有突出优势。 211nm处的正性康登效应是分子内左侧芳香苯环上的电子跃迁导致的，目标化合物在262nm处具有微弱的负性康登效应，存在远紫外光谱区。分子的圆二色性主要由分子内苯环上的电子跃迁引起的[3]。

　　结语：

　　在药理学中将狼把草用于药物的合成和制备中，能够在临床上发挥更大的功效。医护人员对患者注射含有狼把草的提取物，能够降低患者的血糖，提高患者心跳振幅等等。本文使用了密度泛函B3LYP的方法，结合PCM溶剂模型和6-311+g，d（P）基组，确定狼把草中的药物成分6,7-二羟基香豆素的基态稳定结构。使用紫外可见光光谱UV-Vis、拉曼光谱、红外光谱IR以及核磁共振氢谱等进行模拟和计算，获得的实验结果误差小，分子密度、静电势还有分子轨道能级等指标均表明6,7-二羟基香豆素以电子功能为主。 对6,7-二羟基香豆素的药理活性进行研究，具有很积极的科学意义。

　　参考文献：

　　[1]李芳,孙向英.香豆素衍生物的光谱性质研究及痕量Fe3+的测定[J].光谱学与光谱分析,2008,28(9):2165-2168.

　　[2]封家福,赵琦,卫秀敏等.千金子中6，7－二羟基香豆素的分离鉴定及抗氧化活性研究[J].粮油食品科技,2015,(3):32-35.

　　[3]曹卫权,薛建锋,石春明等.6,7-二羟基香豆素的研制[J].精细化工中间体,2013,43(3):39-41.