16:0-18:0 (9-10BR) PC,CAS:324054-52-6
6:0-18:0 (9-10-dibromo) PC
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 是一种特殊的磷脂类化合物,属于磷脂酰胆碱(PC)衍生物,由甘油骨架、磷酸胆碱头基和两条脂肪酸链组成,其中一条为饱和棕榈酸(16:0),另一条为十八烷酸(18:0),且在18:0脂肪酸链的9、10位碳原子上引入两个溴原子。该结构修饰赋予分子独特的物理化学性质,使其在膜生物学、脂质体制备、药物递送和膜模型研究中具有重要应用价值。
一、分子结构与两亲性特征
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 的结构典型地分为三部分:甘油骨架、亲水性磷酸胆碱头基和两条疏水脂肪酸链。甘油骨架的两个羟基分别与16:0和9,10-二溴18:0脂肪酸形成酯键,另一个羟基通过磷酸酯连接胆碱头基。这种两亲性结构使分子能够在水相中自组装,形成脂质双层、脂质体或微乳颗粒。
9、10位碳原子的溴代修饰位于脂肪酸链中段,这一位置对脂质双层膜的局部刚性和流动性有显著影响。溴原子体积较大,性较强,可增加脂肪酸链刚性,调控脂质在膜中的定位,并改变链间相互作用。这种修饰使16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 在膜模型研究中显示出独特的物理化学特性。
二、理化性质
外观与物理状态
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 通常为白色至浅黄色固体,结晶性良好,常温下稳定,不易自发降解。
溶解性
该分子在非性或弱性有机溶剂(如氯仿、二氯甲烷、甲苯)中溶解性良好,而在水中溶解度有限。在水相中,它主要通过自组装形成脂质双层或脂质体颗粒。
膜特性
溴原子增加脂肪酸链刚性和分子体积,提升膜厚度和稳定性。液晶相转变温度较未溴代PC升高,液-液相分离现象更容易观察,为膜动力学研究、脂质筏形成及膜蛋白嵌入提供理想模型。
化学稳定性
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 对常规实验条件稳定,但应避免高温、强光及强氧化剂接触,以防溴原子脱落或脂肪酸链氧化。储存于阴凉、干燥处,可延长化合物稳定性。
电子与光学特性
溴原子对脂肪酸链的电子分布有调控作用,可影响膜的局部化环境。这一特性在膜探针研究和分子动力学模拟中尤为重要,可用于研究膜电荷分布和脂质-蛋白相互作用。
三、合成路线
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 的合成通常分为三步:脂肪酸溴化、甘油骨架酯化和磷酸胆碱头基连接。
9、10-二溴十八烷酸的制备
原料:十八烷酸或油酸
反应:通过选择性溴化,在脂肪酸链的9、10位碳原子引入溴原子
条件:低温控制反应速率,使用二氯甲烷或四氢呋喃作为溶剂,防止副反应产生其他溴代产物
纯化:柱层析或重结晶得到高纯度9,10-二溴十八烷酸
甘油骨架酯化
原料:甘油或甘油衍生物
反应:甘油羟基与16:0脂肪酸及9,10-二溴18:0脂肪酸形成酯键
方法:可采用酸催化酯化或脂肪酶催化,保证高选择性与产物稳定性
纯化:液相色谱或柱层析去除未反应底物和副产物
磷酸胆碱头基连接
原料:甘油二酯中间体与胆碱磷酸衍生物
反应:在弱碱性或有机溶剂条件下进行磷酸酯化,将胆碱头基连接至甘油骨架
纯化:通过高效液相色谱(HPLC)纯化,确保产品高纯度
四、表征方法
核磁共振(NMR)
1H-NMR 和 13C-NMR 分析甘油骨架、脂肪酸链及磷酸胆碱头基结构
9、10位溴原子引入在化学位移上产生特征信号,确认选择性溴化位置
质谱(MS)
确定分子量及组成,确保目标产物形成
红外光谱(IR)
检测酯键、磷酸酯键及溴代脂肪酸特征振动峰
薄层色谱(TLC)与高效液相色谱(HPLC)
监控反应进度及终产物纯度
五、应用价值
膜生物学研究
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 可作为膜模型,用于研究膜厚度、流动性和脂质-蛋白相互作用。9、10位溴代脂肪酸位于脂肪酸链中段,显著增强膜局部刚性,为脂质筏及膜蛋白嵌入提供理想模型。
脂质体与药物递送
疏水脂肪酸链可封装脂溶性药物,胆碱头基提供水相分散性。溴原子增加膜稳定性,可延长循环时间并优化控释性能,对靶向递送具有潜在优势。
分子模拟研究
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 可用于分子动力学模拟,研究溴代脂肪酸对膜力学性质、分子间相互作用及脂质相行为的影响,为新型膜材料和药物载体设计提供理论依据。
六、总结
16:0-18:0 (9-10-dibromo) PC 是一种结构独特、功能多样的溴代磷脂,其9、10位溴代脂肪酸链赋予分子膜局部刚性调控能力、脂质体稳定性及自组装能力。其理化性质包括两亲性结构、膜流动性调控、化学稳定性及自组装行为。合成路线包括9、10-二溴十八烷酸制备、甘油骨架酯化以及磷酸胆碱头基连接,终产物通过NMR、MS、IR和HPLC等手段表征。该分子在膜生物学、脂质体制备、药物递送及分子模拟研究中具有广泛应用,是基础科学研究和新型药物载体开发的重要工具。
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