化学毕业论文范文

中文摘要：乙酰甲喹是一种广谱，高效，低毒的兽药，受到人们的广泛应用。其在动物体内的主要代谢产物为和，这是一对同分异构体。为了更加透彻的了解乙酰甲喹在动物体内的代谢作用情况，我们就要研究其主要代谢产物。在合成1-单氧乙酰甲喹和4-单氧乙酰甲喹后，得到RF值不同的两个代谢产物，由于其是同分异构体，难以区分。本文就以为理论基础，利用根据Balandina（TetrahedronLetters45(2004)4003–4007）及Timmons（J.Org.Chem.2008,73,9168–9170）等人的研究，应用化学软件计算1-单氧乙酰甲喹和4-单氧乙酰甲喹的核磁数据，并与实验值进行比较分析，得到区分这一对单氧乙酰甲喹的方法。关键字：1-单氧乙酰甲喹4-单氧乙酰甲喹同分异构体计算化学Gaussian03核磁英文摘要：Mequindoxisabroadspectrum,highefficiency,lowtoxicityofveterinarydrugs,widelyusedbypeople.Theinvivoandthemajormetabolite,whichisapairofisomers.FormorethoroughunderstandingofMequindoxmetabolisminvivosituation,wewillstudythemajormetabolite.Inthesynthesisof1-desoxymaquindoxand4-desoxymaquindox,gottwodifferentRFvaluesofmetabolites,becauseofitsisomersisdifficulttodistinguish.Inthispaper,thatthetheoreticalbasisforthestudiesofBalandina(TetrahedronLetters45(2004)4003-4007)andTimmons(J.Org.Chem.2008,73,9168-9170),applicationofchemicalsoftwaretothecalculate1-desoxymaquindoxand4-desoxymaquindoxNMRdata,andcomparedwithexperimentaldataanalysis,toassignedtheapproachthatdistinguishthiscoupleofdesoxymaquindoxes.目录中文摘要…………………………………………………………Ⅰ英文摘要………………………………………………………………Ⅱ目录……………………………………………………………Ⅲ前言……………………………………………………………………11．乙酰甲喹药物用途1.1理化性质1.2抗菌作用及其机理1.3临床应用2．计算化学2.1计算化学的产生2.2计算化学的发展2.3计算化学的现状2.4计算方法3．应用软件——Gaussian033.1Gaussian03的应用3.2基组的选择4.核磁4.1NMR理论计算研究方法概述4.2化学位移概述4.3计算方法及细节5合成与计算5.1试剂与仪器5.2合成步骤5.3计算方法分析与结论参考文献………………………………………………………115致谢……………………………………………………………118附录…………………………………………………………………前言1．乙酰甲喹药物用途1.1理化性质乙酰甲喹，化学名为3-甲基-2-乙酰基喹噁啉-N-1，4-二氧化物。为鲜黄色结晶或黄色粉末，无臭，味微苦，遇日光及高温渐变黄，在氯仿、苯、丙酮中溶解，在水、甲醇、乙醚中微溶。溶点：152℃～156℃，熔融同时分解。1.2抗菌作用及其机理乙酰甲喹对多种细菌、密螺旋体具有较强的抑制作用。对革兰氏阴性菌的作用强于革兰氏阳性菌，对猪痢疾密螺旋体的作用尤为突出。对大肠杆菌、巴氏杆菌、猪霍乱沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、变形杆菌的作用较强；对某些革兰氏阳性菌如金葡菌、链球菌亦有抑制作用。其作用机理为抑制菌体DNA的合成[1]。1.3临床应用乙酰甲喹为治疗猪密螺旋体性痢疾的首选药。此外，对仔猪黄痢、白痢、犊牛副伤寒、鸡白痢、禽大肠杆菌病等有较好的疗效。目前临床上常将乙酰甲喹与其它药物伍用，以达到更好的效果。伍用阿托品治疗猪腹泻[2]:因阿托品是M-胆碱受体阻断药，作用于内脏平滑肌，抑制肠蠕动，延长及其他胃肠内容物滞留时间，同时，阿托品能扩张小血管，解除小血管痉挛，改善微循环，提高神经的兴奋性，进而提高病猪机体对乙酰甲喹及营养物质的吸收率，加快体制恢复，增强抗病力。乙酰甲喹原粉与杆菌肽锌联合治疗猪痢疾[3]:杆菌肽锌是通用的畜禽专用抑菌促生长药物，因其对动物促生长作用明显，低残留，抗药性小而广泛在动物饲料中添加使用，与抗革兰氏阴性药物乙酰甲喹合用具有协同作用。乙酰甲喹与TMP（甲氧苄氨嘧啶）联用治疗鸡白痢沙门氏菌[4]：TMP(甲氧苄氨嘧啶)能加强磺胺药和某些抗生素的疗效，又称为抗菌增效剂。单用乙酰甲喹不能有效控制鸡白痢沙门氏菌感染，和TMP配伍并用能减少乙酰甲喹的用量，使之有较大的安全药量范围，并且得到较满意的临床效果。乙酰甲喹与维生素C联用治疗猪血痢[5]：猪血痢即猪密螺旋体，以严重的粘液性出血性腹泻为主要特征。乙酰甲喹是治疗猪密螺旋体的特效药。用2%乙酰甲喹注射液20ml和10%维生素C注射液10ml混合肌注效果比用同量的乙酰甲喹和维生素C肌注治疗效果较好。乙酰甲喹还可与某些中草药制剂伍用以提高抑菌效果[6]：乙酰甲喹注射液分别与连翘、赤芍或风轮菜提取液配伍时，抑菌活性呈现加合作用；与大青叶提取液配伍时，抑菌作用增强两倍。且上述配伍时药物形状均未发现配伍禁忌。此外,在临床上，乙酰甲喹还用于防治治禽类、马、猫、狗消化道细菌感染性疾病，奶牛乳房炎，仔狐血便，也可用于净化猪痢疾感染后的猪场。2．计算化学计算化学是根据基本的物理化学理论(通常指量子化学、统计热力学及经典力学)及大量的数值运算方式研究分子、团簇的性质及化学反应的一门科学。最常见到的例子是以量子化学理论和计算、分子反应动力学理论和计算、分子力学及分子动力学理论和计算等等来解释实验中各种化学现象，帮助化学家以较具体的概念来了解、分析观察到的结果。对于未知或不易观测的化学系统，计算化学还常扮演着预测的角色，提供进一步研究的方向[7]。除此之外，计算化学也常被用来验证、测试、修正、或发展较高层次的化学理论。同时准确或有效率计算方法的开发创新也是计算化学领域中非常重要的一部分。简言之，计算化学是一门应用计算机技术，通过理论计算研究化学反应的机制和速率，总结和预见化学物质结构和性能关系的规律的学科。2.1计算化学的产生计算化学是随着量子化学（量子化学是用量子力学的原理，通过求解“波动方程”，得到原子及分子中电子运动、核运动以及它们的相互作用的微观图象，用以阐明各种谱图，总结基元反应的规律，预测分子的稳定性和反应活性的一门学科）理论的产生而发展起来的，有着悠久历史的一门新兴学科[8]。自上个世纪20年代量子力学理论建立以来，许多科学家曾尝试以各种数值计算方法来深入了解原子与分子之各种化学性质。然而在数值计算机广泛使用之前，此类的计算由于其复杂性而只能应用在简单的系统与高度简化的理论模型之中，所以，即使是在此后的数十年里，计算化学仍是一门需具有高度量子力学与数值分析素养的人从事的研究，而且由于其庞大的计算量，绝大部分的计算工作需依靠昂贵的大型计算机主机或高端工作站来进行。2.2计算化学的发展从60年代起，由于电子计算机的兴起使量子化学步入蓬勃发展的第二阶段，其主要标志是——量子化学计算方法的研究。其中严格计算的从头计算方法、半经验计算全略微分重叠和间略微分重叠等方法的出现扩大了量子化学应用的范围，提高了计算的精度。在先于计算机的第一发展阶段中，已经看到实验和半经验计算之间的定性符合。在第二阶段里，由于引入了快速计算机，从头计算的结果可以与实际半定量的符合[9]。在20世纪结束以前，量子化学正处于第三阶段的开端，当我们理论上可以达到实验的精度时，计算和实验就成为科研中不可偏废、互为补充的重要手段。在量子化学发展历史上，计算方法的开发是至为重要的。一个由二十个原子组成的分子就可能包含一百个电子，所需计算的积分效是一亿个，这么大的计算量，只有用大型电子计算机来完成。六十年代这种“从头计算(abinitio)”方法只用来讨论一些小分子，而到七十年代初已用来计算一些由数十个原子组成包含几百个电子的分子。LCAO从头计算法所费的计算时间较长，但它可给出能级、总能量、几何构型及电子密度较为协调的计算结果和实验结果比较符合[10]。在二十世纪90年代中期开始，由于使用在个人计算机上的处理器(Pentium，PentiumPro)以及外围设备(如高速内存及硬盘)的大幅进步，个人计算机的运算速度已经直逼一些传统的工作站；再加上个人计算机系统无需负担传统多人多任务系统中复杂的作业，使得个人计算机逐渐开始成为从事量子化学计算的一种经济而有效率的工具。计算化学普及的另外一个原因是图形接口的发展与使用[11]。此前计算工作的输入与输出都是以文字方式来表示，不但输入耗时易错，许多计算结果的解读也非常不易。近年来图形接口的使用大大简化了这些过程，使得稍具计算化学知识的人都能够轻易地设计复杂的理论计算，并且能够以简单直接的视觉效果来分析计算所得的结果。现在的人们已经很难想象以往化学计算工作者成天坐在计算机终端机前逐字地将大分子的矩阵敲人的情形。2.3计算化学的现状化学已经成为一门实验与理论并重的科学。即化学的进步必须依靠“实验、理论方法和计算”三驾马车同时拉动，化学理论及其由此建立和发展起来的计算化学为化学、物理、生命及材料科学的发展提供了不可替代的支撑作用，从而成为化学不可或缺的组成部分，化学的发展由此进入了一个新的阶段。借助于新理论及其计算方法，依靠计算机技术，利用理论计算仅仅定性地说明和验证实验结论的时代已经过去!精确计算纠正实验的错误、考察实验难以确认的中间微观过程，合理、定量而有效地解释隐藏在现象背后的原因从而揭示其本质、在总结规律的基础上做出预示甚至设计新的分子或功能材料，已经成为现实。化学也因此正在经历着一场空前的革命性变化。自从1998年J．A．Pople和WaherKohn因为建立和发展量子化学计算方法而获得诺贝尔奖金后，实际上宣告_『量子化学理论和计算方法已经足够成熟。颁奖公告说：“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了”。所以在2l世纪，理论和计算方法的应用将大大加强，理论和实验更加密切结合[12]。今后在该领域的研究应该是向应用领域开拓，在不断开拓其应用领域的过程中逐步改善其方法。基于这样的构思，这方面研究将对许多学科在分子水平上的发展作出不可估量的贡献。它不仅可验证、解释各类实验现象，更重要的是可以预测还未实现的实验结果及发现现在实验结果中的不合理现象。2.4计算方法计算化学的理论方法主要包括两部分：分子理论和电子结构理论。二者之间存在一定的共同点：1计算分子的能量，分子的性质可以根据能量按照一定的方法得到。2进行几何优化，在起始结构的附近寻找具有最低的能量的结构。几何优化是根据能量的一阶导数进行的。3计算分子内运动的频率。计算依据是能量的二阶导数。但是，分子理论只考虑键和原子，忽略了电子的影响，因而不能处理有很强电子效应的体系(如不能描述键的断裂)。而电子结构方法是建立在量子力学基础上的，在处理电子相关的化学问题上比前一种方法要精确得多。电子结构方法主要有以下三种。(1)半经验方法半经验方法(semi-empiricalmethod)[13]，采用来自实验的数据，简化对薛定谔方程的处理，可用于较大体系的计算。(2)从头算方法从头算方法(abinitiomethod)[14][15]，以Bom．