酒精介质中烟酰胺（维生素B3）的超声-体积-热力学分析：结构形成与破坏效应的分子机制

本研究针对药物分子烟酰胺（维生素B3）在甲醇、乙醇和异丙醇中的溶质-溶剂相互作用机制展开，通过测量密度（ρ）、超声速度（u）和粘度（η），结合体积参数（VΦ、VΦ0）、声学特性（KΦ、β）及热力学活化参数（ΔG、ΔH、ΔS），揭示了烟酰胺在醇类溶剂中的结构形成倾向（甲醇最强）及内吸热溶解特性，为药物制剂设计和生物膜转运预测提供了关键理论依据。

　　

烟酰胺（维生素B₃）作为NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）的关键前体，在代谢调控和皮肤病治疗中具有重要作用。然而，其在醇类溶剂中的分子相互作用机制长期缺乏系统性研究，尤其是超声和热力学行为的空白限制了药物制剂优化。现有文献多聚焦溶解度数据，但对体积效应和声学特性如何影响药物吸收、跨膜转运等关键过程知之甚少。

为填补这一空白，来自阿查里亚纳加尔朱纳大学和GITAM的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表了突破性研究。他们采用安东帕DSA 5000 M密度计和Lovis 2000 ME粘度计，在298.15-323.15 K温度范围内，测量了烟酰胺在甲醇、乙醇和异丙醇中的密度（ρ）、超声速度（u）及粘度（η），并衍生计算了20余种体积、声学和热力学参数。

主要技术方法
研究通过高精度仪器测量溶剂体系的ρ、u、η数据，结合Karl Fischer滴定法测定水分含量。利用实验数据计算表观摩尔体积（V_Φ）、等熵压缩性（K_Φ）、声阻抗（Z）等参数，并通过过渡态理论推导粘性流动的活化参数（ΔG、ΔH、ΔS）。

Results and discussion

1. 密度与温度效应：密度随烟酰胺浓度增加而升高，随温度升高而降低，符合热膨胀规律。甲醇体系的密度变化最显著，提示其与烟酰胺的相互作用最强。
2. 体积参数：负值的等熵压缩性和V_Φ变化趋势证实强溶质-溶剂相互作用，表观摩尔体积的浓度依赖性揭示溶剂重组效应。
3. 声学特性：绝热压缩性（β）和声阻抗（Z）数据显示甲醇体系具有最高结构形成倾向，异丙醇则表现出部分结构破坏特征。
4. 热力学分析：正焓变（ΔH）证实溶解过程为吸热反应，溶剂化数（S_nn）排序甲醇>乙醇>异丙醇，与醇类极性梯度一致。

Conclusions
该研究首次系统阐明了烟酰胺在醇类溶剂中的"结构形成"效应：甲醇通过强氢键网络促进分子有序排列，而异丙醇因空间位阻削弱相互作用。热力学参数证实溶解过程需克服能量壁垒，且溶剂化程度与醇的羟基数量正相关。这些发现为预测药物生物利用度、优化透皮给药系统提供了分子层面的理论支撑，尤其对设计基于初级醇的皮肤病制剂具有直接指导价值。

研究创新性在于整合超声-体积-热力学多维分析，建立了烟酰胺溶剂化行为的定量模型。未来研究可扩展至其他生物相关溶剂体系，进一步探索温度-浓度-极性的协同效应。