傅力明，王茹林，王浩江，王 鵬

(山西醫(yī)科大學 化學教研室，山西 太原 030001)

杯芳烴是由n個苯酚單元連在一起的大環(huán)化合物，連接它們的橋梁是亞甲基，連在了酚羥基的鄰位[1-2]. 杯芳烴內(nèi)有n個苯環(huán)組成的一個富電子疏水空腔，腔體的上面是叔丁基, 腔體的下面是酚羥基. 磺化杯芳烴[4]是磺酸基取代了苯環(huán)上的叔丁基，由4個苯酚單元組成的化合物[3]，所以磺化杯芳烴易溶于水，但仍然具有杯芳烴的疏水空腔，因此它們的外緣親水，內(nèi)腔疏水.

美洛昔康(ME)具有良好的抗炎作用和鎮(zhèn)痛作用. 由于對兩種環(huán)氧合酶的選擇性抑制作用，使它對胃腸道和腎臟的副作用較小，因此它在相關藥物中占有優(yōu)勢地位[4]. 但是它的缺點是在水中的溶解度比較小，這就給它的使用帶來了一些不利因素[5]. 杯芳烴和美洛昔康結合后可以改善美洛昔康在水中的溶解性和其他理化性質(zhì). 關于杯芳烴和美洛昔康的包合至今未見報道. 本文采用熒光光譜法探索了4-磺化杯[4]芳烴(SCX4)與美洛昔康的包合特性，推測了包合機理. 為美洛昔康的藥物改性提供了一定的依據(jù).

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Cary Eclipse型熒光分光光度計(美國Varian公司)；4-磺化杯[4]芳烴(美國Sigma公司)；美洛昔康(中國藥品生物制品檢定所)；其他試劑均為分析純.

1.2 實驗方法

準確移取一定量美洛昔康溶液于容量瓶中，再分別加入不同體積的4-磺化杯[4]芳烴溶液，用0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液控制pH，用二次蒸餾水定容. 充分振蕩，搖勻. 在20±1 ℃下用1 cm熒光池測熒光光譜和熒光強度.

2 結果與討論

2.1 磺化杯芳烴濃度對美洛昔康熒光光譜的影響

美洛昔康水溶液本身可以發(fā)射熒光，加入不同濃度的4-磺化杯[4]芳烴水溶液，美洛昔康的熒光強度有所增強，如圖1所示，且熒光發(fā)射波長紅移至430 nm，說明美洛昔康與4-磺化杯[4]芳烴形成了包合物，美洛昔康分子進入疏水的4-磺化杯[4]芳烴內(nèi)腔而使熒光強度增強.

1-14: 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8,1.0, 1.2,1.4,1.6,1.8,2.0,2.2,2.6,3.0×10-4 mol/L 4-磺化杯[4]芳烴;cME=8.0×10-6 mol/L; A pH=3; B pH=7; C pH=10圖1 4-磺化杯[4]芳烴和美洛昔康的熒光光譜 (λex=310 nm)Fig.1 Fluorescence spectra of meloxicam and 4-sulfocalixarene[4]

2.2 包合形成常數(shù)和包合比的測定

包合形成常數(shù)是衡量主體分子包合客體分子能力的重要參數(shù)，假設4-磺化杯[4]芳烴與美洛昔康的包合比是1∶1，它們的包合反應如下：

(1.1)

公式中H、G和HG分別代表4-磺化杯[4]芳烴、美洛昔康和它們的包合物，反應的平衡常數(shù)即包合形成常數(shù)為：

(1.2)

利用Benesi-Hildebrand方程進一步推導可得出最小二乘法非線性擬合方程：

(1.3)

公式中ΔF表示加入4-磺化杯[4]芳烴后熒光強度的變化值，[H]0、[G]0分別代表4-磺化杯[4]芳烴和美洛昔康各自的起始濃度，K表示包合常數(shù)，α是敏感因子. 未知量K和α可以通過最小二乘法非線性擬合在Originpro 8.0計算機程序中得出,結果見圖2.

A pH=3; B pH=7; C pH=10圖2 包合過程的非線性擬合曲線Fig.2 Non-linear fitting data in inclusion process

在圖2擬合的曲線中，相關系數(shù)均大于0.99，良好的擬合結果證明了4-磺化杯[4]芳烴與美洛昔康的包合比在酸性、中性和堿性條件下均是1∶1.

2.3 酸度對包合過程的影響

利用非線性擬合可以得出方程(1.3)中的不同pH下的包合形成常數(shù)K，見表1.

表1 4-磺化杯[4]芳烴與美洛昔康的包合平衡常數(shù)(L/mol)Table 1 The formation constants of meloxicam and 4-sulfocalixarene[4]

在包合過程中，杯芳烴中的苯環(huán)是含有π電子共軛體系的空腔，美洛昔康分子是由一個大的共軛體系組成，包合驅(qū)動力除了其他的力外，主要是π-π作用力. 而磺酸基隨酸度變化，它的存在形式也會變化，4-磺化杯[4]芳烴中有四個磺酸基，它們的pKa值分別為：pKa1=3.44，pKa2=4.26，pKa3=7.78，pKa4=10.3，隨著pH的增大，4-磺化杯[4]芳烴上帶的負電荷越來越多，π-π作用力就越強，因此包合能力以堿性最強，中性其次，酸性最差.

3 結論

用熒光光譜法探索了4-磺化杯[4]芳烴和美洛昔康的包合過程，結果表明，二者形成了包合比為1∶1的包合物. 反應過程的主要驅(qū)動力是π-π作用力. 4-磺化杯[4]芳烴的包合能力為堿性>中性>酸性.

參考文獻：

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