吡嗪有机酸共晶的研究开题报告

1. 研究目的与意义

烟碱是目前市面上新型卷烟中产生生理感受的重要化学物质基础，它能迅速溶于水及酒精中，通过口、鼻、支气管黏膜，很容易被人体吸收。当烟碱进入体内，会经由血液传送，并可通过血脑屏障，吸入后平均只需要7秒即可到达脑部，对中枢神经具有较强的刺激作用身体。烟碱会使人上瘾或产生依赖性，重复使用烟碱也增加心脏速度和升高血压并降低食欲。大剂量的烟碱会引起呕吐以及恶心，严重时人会死亡。

为达到降低新型卷烟中对的烟碱毒性和不影响其有效活性的目的，可以采取适当方式使其能够缓释，降低对人体的危害。

通过研究常用缓释方法，具体选取切实可行的缓释机理并进行烟碱缓释物质的制备技术研究，提供可用于新型卷烟中的能明显使烟碱释放均匀、稳定的缓释物质，形成可用于新型卷烟烟气关键成分的缓释调控技术。

2. 课题关键问题和重难点

我选择从分子层次上研究烟碱缓释的机理与途径，通过使烟碱与多酚类物质发生极化作用生成烟碱多酚共晶的制备。所以实验操作和结果分析方面面临晶体培养和分析的难题。

单晶的培养：

形成的晶体有些晶形细碎不规整，很难挑取。其次某些共晶晶体较薄，不能满足单晶衍射实验的要求。衍射实验所需要单晶的培养（crystal growth），需要采用合适的方法，以获得质量好、尺寸合适的晶体。晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长的速率。如果晶核形成速率大于生长速率，就会形成大量的微晶，并容易出现晶体团聚。相反，太快的生长速率会引起晶体出现缺陷。为避免这两种问题常常需要摸索和运气，因为在开始研究一个新化合物时，我们往往不知道这种新化合物的结晶规律，通常不容易预测并避免微晶或团聚问题的发生。

3. 国内外研究现状（文献综述）

一、烟碱的理化性质

烟碱 (nicotine)又名尼古丁，是烟草生物碱 (包括12种以上单一成分)的主要成分，于1928年首次被分离出来。烟碱具有二个含氮环:吡啶环和吡咯烷环，天然产烟碱为左旋体。 烟碱在商业上用作杀虫剂以及兽医药剂中寄生虫的驱除剂。烟碱剧毒，致死剂量为40mg。 烟碱为无色或灰黄色油状液体，无臭，味极辛辣，一经日光照射即被分解，转变为棕色并有特殊的烟嗅。沸点247℃/745mmhg，沸腾时部分分解，呈强碱性。在60℃以下与水结合成水合物，故可与水任意量混合。易溶于酒精、乙醚等许多有机溶剂。能随水蒸汽挥发而不分解。其分子结构中含有多个胺基（n 原子），是良好的氢键给体，能与含酚羟基的酚类物质极化结合形成共晶，是研究烟碱缓释的主要路线之一。

二、烟碱缓释研究现状

4. 研究方案

烟丝中的酚类化合物与烟草的颜色、质量有关，且对烟草香气和吃味有正的影响。多酚中莨菪亭、绿原酸、芸香苷对香型有重大影响。

生物碱分子结构中含有多个胺基（n 原子），是良好的氢键给体，而多酚类物质含有酚羟基，为其形成共晶提供了极大的可能。烟碱与多酚的极化结合是可行的分子水平的缓释剂制备方案，所以选择多酚作为缓释添加剂，合成烟碱与多酚的共晶化合物。

将尼古丁与多酚以摩尔比1：1混合，溶于有机溶剂中，过滤得滤液，待结晶。

5. 工作计划

第一阶段：

小剂量试验：研究能与烟碱发生极化作用的多酚类物质的结构，利用crystal explorer 软件定量计算氢键给体与受体的相互作用，筛选出能与烟碱形成最强作用力的多酚类化合物,列出相互作用力表，优选出前五种多酚，采用溶剂法进行单晶培养。

此阶段时间安排以五种多酚化合物为一小周期，按作用力表列出的多酚顺序依次进行尝试。