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核磁共振(NMR)波谱技术不仅在结构分析中具有强大的功能，而且在动态过程研究方面也具有显著的优势。本论文运用NMR方法对处于平衡状态以及非平衡状态体系中的一些动态过程进行了研究，涉及的方法有动态交换谱、弛豫谱、扩散谱和13C NMR去耦谱等。研究内容主要包括以下三个方面：一、解析了抗高血压药物缬沙坦及其三种同系物的结构，研究了其不同构象之间交换的动力学过程，并结合理论计算方法研究了缬沙坦两种构象的空间结构；二、通过测定分子的扩散系数、弛豫时间和化学位移变化等NMR参数研究了缬沙坦两种构象在人血清白蛋白(HSA)和类生物膜SDS两种环境中的不同表现；三、用NOE增强的13C NMR方法研究了钯催化Csp-Csp3偶联反应机制。
首先，对于从药物缬沙坦原料中分离得到的包括缬沙坦在内的四种化合物，用一维和二维NMR图谱解析了它们的结构，并对其1H、13C化学位移进行了全归属。发现包括缬沙坦在内的三种化合物的1H NMR谱中分别有两套信号峰，且在EXSY谱中两套信号峰之间存在交换峰。故这三种化合物在溶液中分别存在两种构象(a和b)，并且构象之间存在着化学位移范围内的慢交换。运用不同温度下的1H NMR和EXSY谱分析计算得到这些构象交换过程的动力学及热力学参数。此外，将EXSY谱上获得的空间距离信息与理论计算结合起来，得到了缬沙坦两构象的空间结构，发现其构象交换是由C(O)-N键的旋转引起的。
其次，药物缬沙坦在与其靶蛋白AT1受体结合之前，它不仅需要经过运载蛋白将其运输到细胞膜表面，还必须嵌入到细胞膜内才能到达AT1受体作用位点。本文分别在人血清白蛋白和SDS胶束模拟生物膜两种环境下研究了药物缬沙坦两种构象在到达其靶蛋白之前的运输和渗透过程。由化学位移、弛豫时间和扩散系数等核磁参数的分析得知，缬沙坦两种构象a和b都能与HSA或者SDS发生相互作用；并且在作用过程中，构象a表现出比构象b更强的亲和力和渗透能力，这使得溶液中游离态的构象b通过化学交换向构象a转化，同时构象a的浓度比例显著增加。从空间结构上来看，构象a的丁基和联苯基团比较靠近，形成一个较大的疏水中心，同时远离羧基和胺基形成的亲水中心；而构象b的丁基远离联苯基团，靠近极性的羧基部分，其疏水部分比较分散。这一结构特点使构象a不仅以较强的亲和力与HSA结合，更容易嵌入到SDS类膜中，并且具有比构象b更强的拮抗AT1受体的能力。由此推测，在生物体内缬沙坦的两种构象a和b都有可能接近AT1受体；而构象a以其优势结构能够更快的到达AT1受体，并在其周围保持较高的浓度比例。此外，本文利用CTAB与缬沙坦的相互作用证实了缬沙坦是通过疏水作用进入SDS类膜中，并且从EXSY谱图上得到了缬沙坦和SDS相互作用的直接证据。
最后，钯催化偶联反应是过渡金属化学中构建C-C键以及C-X键强有力的工具，然而其Csp-Csp3偶联反应机理并不十分确定。运用NOE增强的13C NMR去耦谱制作浓度曲线的定量方法，对钯催化Csp-Csp3偶联反应过程进行实时研究。结果发现了关键中间产物和反应物、生成物之间有很好的一一对应关系，为此反应机理的解释提供了重要依据。这也预示用NOE增强13C NMR谱制作浓度曲线的方法可以为化学反应机制的探讨提供一个良好的平台。