探究槲皮素和 7 - 羟基黄酮与烟酰胺相互作用:水 - 乙醇混合溶剂中的新发现

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:BMC Chemistry 4.3

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  为探究槲皮素(QUE)/7 - 羟基黄酮(7-HF)与烟酰胺(NAM)在药物配方中的相互作用,研究人员通过体积和声学方法分析相关体系。结果表明溶质 - 溶剂相互作用占主导等。该研究有助于开发其混合物的药物配方。

  在生命科学和健康医学领域,黄酮类化合物的研究一直备受关注。黄酮类化合物广泛存在于植物性食物和饮料中,像我们常喝的红葡萄酒、茶,以及日常食用的苹果、洋葱等,都含有这类物质。它们具有多种生物学功能和重要药用价值,比如在炎症、心脏疾病、艾滋病、过敏、肿瘤、癌症等病症的防治方面都可能发挥作用。槲皮素(QUE)和 7 - 羟基黄酮(7-HF)作为最丰富的生物黄酮类化合物,在制药和化妆品行业有着重要应用。然而,目前对于生物黄酮类化合物在水溶液中的理化特性研究较少,尤其是它们与烟酰胺(NAM)的相互作用,这限制了我们对其在营养、健康、护肤和农业等领域应用的深入理解。为了填补这些知识空白,来自印度的 Sahoo 等人开展了相关研究,研究成果发表在《BMC Chemistry》杂志上。
研究人员采用了密度测量和超声速度测量这两种主要关键技术方法。通过密度测量,可得到溶液的密度数据,进而计算出诸如表观摩尔体积(V?)、偏摩尔体积(V?0)等重要参数;利用超声速度测量,能够获取溶液的超声速度数据,从而推导出等熵压缩系数(Ks)、表观摩尔等熵压缩系数(Ks,?)等声学参数,以此来探究体系中各种相互作用。

分析体积性质


  1. 表观摩尔体积:研究人员测定了不同温度下,QUE/7-HF 在不同溶剂(EtOH+H2OEtOH+H2O+0.5/1.0molkg?1的 NAM)中的密度随浓度的变化。结果显示,所有V?值均为正,表明 QUE/7-HF 溶液的极性基团与NAM+EtOH+H2O的极性部分有强溶质 - 溶剂相互作用;且V?值随 QUE/7-HF 含量增加而下降,说明浓度增加会削弱溶质 - 溶剂相互作用。此外,V?值随温度升高而增加12
  2. 偏摩尔体积:根据 Masson 方程计算偏摩尔体积,V?0数据表明溶液中存在大量溶质 - 溶剂相互作用,且其值随温度升高而增加,这是因为温度升高使部分水分子从 QUE/7-HF 的初级溶剂化层进入本体,从而增加了V?0值。斜率参数SV为负值,说明溶质 - 溶质相互作用强于溶质 - 溶剂相互作用,且SV值无明显趋势,表明还有其他重要因素影响溶质 - 溶质相互作用34
  3. 偏摩尔膨胀性:通过二阶多项式方程计算偏摩尔膨胀性(E?0),所有分析溶液在实验温度范围内E?0值均为正,意味着溶质和溶剂分子间存在强相互作用。不同体系中,E?0值随温度变化趋势不同,这与溶剂组成、溶质浓度以及溶质 - 溶剂和溶质 - 溶质相互作用的综合影响有关。正的E?0值表明 QUE/7-HF 在水溶液中可促进溶质 - 溶剂相互作用,是结构形成剂56
  4. 偏摩尔转移体积:测量 QUE/7-HF 从水到含水乙醇 NAM 溶液的偏摩尔转移体积(ΔtrV?0),其值在所有溶剂体系中均为正,表明研究体系中存在强溶质 - 溶剂相互作用。7-HF 的ΔtrV?0值显著小于 QUE,这是由于 7-HF 分子较小、结构更紧凑,与周围溶剂和溶质分子的相互作用较少78

分析声学性质


  1. 等熵压缩系数和等温压缩系数:利用密度和超声速度数据计算等熵压缩系数(Ks)和等温压缩系数(KT)。Ks值随 QUE/7-HF 量的增加而增加,随温度升高而下降。Ks0为正值,表明测试溶液中存在强溶质 - 溶剂相互作用,且 7-HF 的Ks0值高于 QUE。斜率Sk为负值,说明疏水 - 疏水排斥相互作用占主导910
  2. 表观摩尔和偏摩尔等熵压缩系数:计算表观摩尔等熵压缩系数(Ks,?),其值在所有研究温度下均为负,且随 QUE/7-HF 浓度增加变得不那么负,表明溶质分子的缔合使体系压缩性降低,溶液中存在强溶质 - 溶剂相互作用。偏摩尔等熵压缩系数(Ks,?0)的负值表明,共溶质(NAM)与水和乙醇形成的极性环境促进了 QUE/7-HF 之间的疏水相互作用1112
  3. 转移参数和相互作用系数:研究转移参数(ΔtrKs,?0),其值为正且随 NAM 摩尔浓度增加而增加,表明 QUE/7-HF 在研究溶液中具有结构构建性质。通过相关方程评估对相互作用(KAB)和三对相互作用(KABB)参数,发现对相互作用占主导1314
  4. 声阻抗:声阻抗(Z)值随 QUE/7-HF 浓度增加而降低,这是因为形成了 QUE/7-HF - (H2O)2复合物,使部分水分子和 NAM 从二级溶剂化壳中释放,减少了对超声波的阻力;Z 值随 NAM 组成增加而增加,表明 QUE/7-HF 与 NAM 分子间存在强相互作用15

研究结论表明,随着浓度升高,溶液中溶质 - 溶剂相互作用减弱,这是由于 NAM 促进了更多溶质 - 溶质相互作用。正的E?0值体现了溶剂的笼效应和溶质形成结构的能力相互补充。温度升高会使Ks值持续下降,疏水 - 疏水排斥相互作用比疏水 - 亲水吸引相互作用更普遍。负的Ks,?Ks,?0值表明本体水分子的可压缩性高于溶剂化壳中的水分子。对相互作用在所有溶液中占主导地位,声阻抗值随浓度增加而增加,表明存在强溶质 - 溶剂相互作用。

这项研究通过对 QUE/7-HF 与 NAM 在水 - 乙醇混合溶剂中相互作用的深入探究,为生物相容性活性物质的增溶和递送领域提供了重要的理论依据,有助于研究人员进一步开展相关分子相互作用的实验研究,推动该领域的发展。

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