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【6h】

手性起源模型化合物—核苷-5′-N-磷酰化氨基酸甲酯化合物的合成及其分子模拟

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目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1生命起源学说

1.1.1“宇宙来源说”

1.1.1“化学起源说”

1.2生命起源中的关键因素

1.3密码子的起源与进化

1.4手性起源学说

1.5理论计算中分子模型的建立

1.6本论文的主要研究内容

1.6.1核苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯合成

1.6.2核苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯裂解规律的研究

1.6.3建立理论计算的模型,进行手性起源问题的分子模拟

参考文献

第二章核苷-N-磷酰化氨基酸酯的合成

2.1核苷-N-磷酰化氨酸酯的合成方法研究

2.1.1核苷-N-磷酰化氨基酸酯的合成方法

2.1.2氢膦酸酯(亚磷酸酯)

2.2实验部分

2.2.1试剂材料

2.2.2仪器

2.2.3保护的核苷及氨基酸甲酯盐酸盐的合成

2.2.4保护核苷-氢膦酸二酯的合成

2.2.5O-烷基O-核苷-N-磷酰化氨基酸酯的合成

2.3结果与讨论

2.3.1化合物的磷谱特征

2.3.2磷酰化反应中各种试剂的用量

2.3.3反应温度的控制

2.3.4反应时间的控制

2.3.5核苷-氢膦酸酯的机理

2.3.6化合物生物活性检测

2.4本章小结

参考文献

第三章尿苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯类化合物的质谱裂解规律

3.1电喷雾质谱简介

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.3.1尿苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯类化合物多级质谱分析

3.4本章小结

参考文献

第四章手性起源问题的分子模拟研究

4.1分子模拟

4.1.1分子力学(Molecular Mechanics)

4.1.2分子动力学(Molecular dynamics)

4.2理论计算

4.2.1理论模型的建立

4.2.2计算方法

4.3结果与讨论

4.4本章小结

参考文献

第五章总结

5.1研究结论

5.2本论文的创新之处

5.3本论文的不足之处

附录1:论文图表索引

附录2:部分化合物谱图

附录3:论文中所合成的化合物及结构

硕士期间发表的学术论文

致谢

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摘要

生物分子的手性均一是怎么产生的?在生命体中,蛋白质都是由L型氨基酸和甘氨酸(无光学活性)构成,RNA、DNA聚合物全部是由D型核糖构成。自从巴斯德发现了生物分子的光学活性之后,这个问题就一直困扰着科学家,至今仍然是个未解之迷。我们实验小组在以前的实验中发现了核苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯化合物的核苷碱基以顺式构象存在。由此,我们推测核苷对L型氨基酸的选择是由于氨基酸与核苷上碱基弱相互作用,因此本文首先合成一系列的核苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯化合物,试图观察核苷上碱基与氨基酸甲酯的NOE,并建立一个手性模型,进行分子模拟,计算相对生成焓。 首先利用Abuzov反应的原理,一锅法合成核苷-5'-氢亚磷酸酯。将保护的天然核苷先与三氯化磷反应,然后与醇解试剂作用,简单方便地合成了保护的天然核苷-5'-氢亚磷酸酯。叔丁醇与其它醇(1∶1)混合为醇解试剂,可以较高的产率得到核苷-5'-氢亚磷酸酯。使用不同的醇解试剂,可以得到相应的不同核苷-5'-氢亚磷酸酯。然后利用Atherton-Todd反应,在四氯化碳和三乙胺条件下,以核苷-5'-氢亚磷酸酯和氨基酸甲酯为原料,合成了一系列核苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯。该方法具有反应条件温和,反应时间短,产率较高等优点。 论文对一些尿苷-5'-N-磷酰化氨基酸甲酯化合物进行电喷雾质谱多级质谱分析,发现了一个质谱中的重要的重排机理,即钠离子加合物中氨基酸甲酯上的甲氧基从羰基到磷酰基的重排。这个裂解规律以及重排机理对鉴定此类化合物结构是很有用的。 最后,我们建立了手性起源的模型,利用hyperchem6.0软件的MM力场计算此类化合物的相对生成焓。计算结果显示了核苷对L型氨基酸的优先结合几率是59.21%,而对D型氨基酸的优先结合几率为40.79%。比较有意思的是,在五种古老氨基酸中,L型氨基酸被A、G、C、U四种核苷的的选择率皆为90.00%,而D型氨基酸的选择率则为10.00%。因此,古老氨基酸手性的选择似乎遵守了“立体化学/物理化学决定论”,这和基因密码子起源是一致的。另外,计算结果还显示了氨基酸对核苷也有选择性。最低生成焓的化合物主要是鸟苷和胞苷衍生物,尤其是鸟苷衍生物。

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