左旋多巴与金属离子的颜色效应及其应用研究

精 细 化 工 1992年第 9卷 [6)拓之扎等编．纤维震与粘睦纤维． ，纺织工业 出版}土 198l (1991年 4月 15日收 稿 ) THE SYNTHESIS AND APPLICA1-ION OF LlGNIN CATION SURFACTANTS Zhu ．1ianhua，Ze．ng Yunsheng-Zhu Yal e- ng，Song Qing (Department of Applied Chemistry，South China University of Technology+Guangzhou) ABSTRACT u／ The lignin cation sur[actants were ob— tained by reacting the iignin from sulfite and kraft pulp mill effluents with epichlorohydr~n and amines．The synthesis processes were im— proved and the characteristics of the tignin cation stlr[aetants were studied．Their USeS as coagtdants of wastwater treatment and emulsi— lying agents in emulsion of asphalts were also discussed． 及其应用研究 蒸苤 噬塾 鲍健康 0 {． 用左旋多巴与多种金属离子生成络合物 ，产生各自不同的颜色；该络台物经氧化后叉生成不 同颜 色 的化台物，这种颜色效直可砬用于^体毛发染色。并用HM~,3计算和紫外一可见光谱结台的研究方法，得 出了谈络合物的结构。 本文是在进行无毒性 ．无过敏性人体毛发 应。 染料的研究工作中得出的研究报告 左 旋 多 巴 又称 L一多 巴 (L—Dopa)-是 L [3，4一二羟苯基3-Q一丙氪酸这一化 台物的俗名 左旋多巴存在于蚕豆(Vicia]aba)的籽苗和英 中，以及痒黎豆(Mucuna pruriens)的籽和黎豆 属的许多种植物中。从以上几种植物中提取或 合成的左旋 多巴常被制成针剂或片剂，用于治 疗震颤麻痹症、肝昏迷等疾病 它是一种对人 津安全的化合物 在人体 毛发黑索自然形成的机理中，存在 左旋多巴这一步中间体 ，故我们对其化学性 质作了研究，发现左旋多巴能与多种金属离子 络 合发生颜包，通过氧化剂的作用又能改变其 颜 包；并对左旋多 巴与金属离子生成的络合物 的结构进行了分子轨道的计算研究，以期将左 旋多巴用于人体毛发的染包中，替代 目前常用 的胺类、酚类化合物 ．避免产生毒性与过敏性反 实 验 1．左旋多巴的结构 左旋多巴的结构式为 CH 2 COOH H／ NH 2 我们用 MNP2这一分子力学的程序对左 旋多巴的分子结构进行 了计算 -得知其结构为 一 稍有弯 曲的拟 圆柱型结 构，最大直径为 0． 76nm．长度为 1．18nm 2、左旋多巴与金属离子的颜色效应 (1)实验材料 实验中所用的试管为无色 透明的玻璃试管 ；所用的左旋多 巴由上海奉贤 制药厂提供 ，为从植物 中提取物 ；其它试剂均为 化 学纯 (2)实验方 法 试管内加A 0，005reel金 属盐 ，用 2ml去离子水溶解，观察其颜色 然后 加入 0．01tool左旋多巴，加热至 70℃，震荡溶 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期 精 细 化 工 解后 ，观察其颜色变化。最后加入 0．01tool过 察其颜色。结果见 1。 硼酸钠 固体 ，震荡使其氧化 ，放置 15min后观 寰 1 各种金属离子对左旋多巴发色的影响 盒属盐承椿穰 加入左旋多巴 加过磊破钠 编 号 金 属 盐 色 度 的颤色 后的颜色 后的颤色 1 FeCI2·4H2O 黄绿色 探绿色 黑色(带红光) L 2 PeSO‘·7H2o 蓝绿色 豫绿色 辟褐色 3 Mn(CHjCOO)!·4H 0 无色 粉红色 褐色 4 CoCl=·6H2O 玫瑰红 玫瑰红 福色 5 CtiCl 蓝色(带绿光) 蓝包(绿光增加) 掂浆色 6 Cu(CHjCOO)2 蓝色 棕色 洼掘菜色 7 CuSo_·5H2O 蓝色 蓝色 溃泥浆 色 8 PeCI2 黄棕色 绿色(带黄光) 槔咖啡色 9 MGCl2·6H2O 无色 无色 玫 瑰红 色 1 r 10 Bacl2·m 20 无色 垭恢肇包 恢耪红色 ； l1 znck 无色 无色 土黄色 3．左旋多巴与金属离子的络合物的结构 两种结构，以 cu 为例 左旋多巴与金属离子形成的络合物可能有 或 H [c--cH 0 ≤ ∞ ] I H [ H,C--HC／＼N，，＼c ＼C H I ①从紫外一可见光谱数据判断 用相同的金 属盐分别与邻苯二酚及左旋多巴络台，测得其 络台物的紫外一可见光谱数据 。见表 2。 从以上紫外一可见光谱数据可见，邻苯二酚 与左旋多巴的金属离子络台物的特征吸收位置 及形状均一致，可初步判断其络台物的结构为 上述第一种方式。 ②从计算数据判断我们又用 HMO的方法 对这些络合物进行计算，由计算所得的键积分 州 ]： t LoH 表 2 培合物的肇外一可见光谱数据 特 征 吸 收 (rim) 两种圈谱 金属盐 形状比较 邻苯二酚 左艇多巴 FtSO‘ 412．710 420．710 形状 一 致 FeCl± 412．710 420．710 形状一致 cutcHIC。o)} 无明显吸收 无明显教收 形状一致 CuCl 无明星 覆收 无 明显 l曼收 形状一 致 K⋯ 和共振积分 h ，可进一步计算产生的最大 吸收波长的能量差△x(以 8为能量单位)，并由 维普资讯 http://www.cqvip.com 精 细 化 工 1992年第 9卷 此得到计算值 7 和 ”将此数据与实测结果 相 比较，见表 3。计算所用的结构为按上述第一 种方式络合的化合物。 丧 3 培台物的实馕I数据与计算数据 金 属 实 值 计 算 值 离子 l (^nm) (tm ' △ {cm 1) (nm' Fe卜 6i0 16．39x 10 I_691 624 16 03× 10 F 一 690 14．49× 10 I_63 5 686 l4 6a× io0 Cu 一 700 14．29× 10s I-6l 5 70B 14 09× 10 Co0 658 1 5．20× 10 1_661 657 15 26×10 M 6gO t 5．15x 10 I_67Z i 64 5 l5 54 1a 计算僵与 实恻僵的 相蓑 录致 为 R=0 935。 结果与讨论 1．结果 (1)左旋多巴与各种不同的金属盐经络合 后产生的络合物发生颜包效应，其产生的颜色 由各种金属离子决定；络 合物经氧化后产生的 颜 包又深 浅不一 ．从土 黄色 一褐 包一黑 包。 (2)左旋多巴与金属离子形成的络合物的 结构为； 2。讨论： 本文是在作无毒性 、无过敏性人体毛发染 料的研究中得出的研究结果。而研究的最终目 的还是研制出新一代的毛发染料。 从毛发的结构考虑 ，作为毛发染料的分子 直 径应 在 0．7～0．8nm 下 。左旋 多巴的分 子 为一 拟圆柱 型结构 ，其 长度超过这 一尺度 ．而 其直径却在这一尺度范围内。 东方人一般喜欢将毛发染成黑色，左旋多 巴的 Fe“络合物的氧化物 包泽接近 自然黑色， 可为人接受，并且用不同的金属盐可 形成较 为广泛的包谱 ，为研究开发多色谱的毛发染料 奠定了基础。 本文作者用左旋多巴作 了白发 的染 色试 验，试验结果也符合上述讨论．用左旋多巴可染 得多种颜色的毛发 ，但染包非常困难 ，这主要是 因为左旋多巴的分子 比现用的胺类、酚类化台 物较大的缘故 ，因此染色时先要将毛发表层用 碱作膨化处理后才能进行。 故以左旋多巴为原料的人体毛发染料还要 待寻找到一些合理有效的毛发扩张剂和渗透剂 后才能真正工业化投入市场 。 参 考 文 献 [1]11}雨文等 ．基础药理学 ，11 5，浙江科学拄术出版社 ．1984 [2]古明发．化妆品蜘造学 、18．人光出版社 ．1985 【3]W ilmsmann H．，PaH0merie Kosmetik．45，4(196{】 (1991年 l0月 IB日收捣 ' [作者简介] 苏建华，1987年毕业于华东化工 学院，并在读硕士研究生 多年从事 El用化学品，特别 是美发用品的研 究与开发工作，并获得该方面 的一项 专利。曾参与并正在进行国家自然科学基金 、重点攻关 等项 目的研究工作 。 RESEARCH AND APPLICATION OF C0LOUFI EFFECT BETW EEN L— D0PA AND METAL IONS Su Jianhua， BaO ．／iankang． C ^ K ongchang (Research Institute of Fine Chemicals East China University of Chemical Technology．ZIP200237 Shang— hai) ABSTRACT L-dopa，when complexed with diverse metal ions ，shows different colors．These me— tal complexes can alSO be converted to other varieties of colored compounds if they were oxidized．Such kind of color effect can be ap— p Lied On human hair dyeing．The molecular structure demonstration of these metal com ptexes WaS archieved by using HM O calcuIa— tion and UV VIS spectroscopy determination 维普资讯 http://www.cqvip.com