1 磷化学概论 1
1.1 磷在自然界的存在 1
1.1.1 磷元素的发现和磷的矿产物 1
1.1.2 生命体内的有机磷化合物 2
1.2 磷化合物的基本结构 2
1.2.1 磷原子的结构及其价数和配位数 3
1.2.2 磷原子的成键与磷酸根的结构 5
1.2.3 含磷有机化合物的分类和命名简介 7
1.2.4 含磷有机化合物的重要反应 10
1.3.1 磷酸核苷类 13
1.3 生物体内的有机磷化合物 13
1.3.2 生物膜和磷脂 15
1.3 3 核酸 16
1.4 磷酸酯的性质 16
1.4.1 从结构和反应机理研究磷酸酯的性质 17
1.4.2 从生物体内的重要反应看磷酸酯的重要性 21
1.5 生命与磷化学 25
1.5.1 生命起源与磷化学 26
1.5.2 对生命有危害的含磷有机化合物 26
参考文献 27
2.1.1 大自然选择了α-氨基酸作为蛋白质的骨架 28
2.1 大自然的选择 28
2 磷酰化氨基酸与分子进化 28
2.1.2 大自然选择了核糖与磷酸二酯键作为核酸的骨架 29
2.1.3 大自然选择了磷作为生命活动的调控中心 29
2.2 磷酰化-α-氨基酸的生成与特性 30
2.2.1 磷酰化-α-氨基酸的生成 30
2.2.2 磷酰化-α-氨基酸的特性 31
2.2.3 磷酰化-α-氨基酸与生命物质的关系 32
2.3 五配位磷酰化-α-氨基酸的中间体 33
2.3.1 五配位磷酰化氨基酸的形成 33
2.3.2 五配位磷酰化氨基酸的合成 34
2.3.3 氨基酸侧链对五配位磷酰化氨基酸中间体生成速率的影响 36
2.3.4 五配位磷酰化氨基酸的立体异构 37
2.3.5 五配位磷酰化氨基酸的异构化 38
2.3.6 五配位磷酰化氨基酸的反应 40
2.4 N-磷酰化-α-氨基酸自组装成肽 41
2.4.1 N-磷酰化-α-氨基酸的自组装成肽的反应机理 41
2.4.2 自组装反应机理的跟踪研究方法 43
2.5 磷酰化-α-氨基酸的磷酰基迁移反应 45
2.5.1 磷酰基的迁移 45
2.5.2 高配位磷与分子识别 47
2.6.1 水解反应动力学 48
2.6.2 水解反应机理 48
2.6 磷酰化氨基酸的水解反应 48
2.6.3 水解速率与结构的关系 49
2.7 蛋白质与核酸的分子进化规律 50
参考文献 51
3 31P NMR波谱特征及其在生命化学研究中的应用 53
3.1 31P NMR及其波谱特征 54
3.1.1 化学位移 54
3.1.2 偶合常数 57
3.1.3 弛豫时间与积分面积 59
3.2 31P NMR在生命化学研究中的应用 62
3.2.1 生物小分子及生物大分子模型物的研究 62
3.2.2 利用31P NMR研究生物大分子 73
3.2.3 利用31P NMR研究活体细胞、组织与器官 81
参考文献 86
4 正负离子快原子轰击质谱及电喷雾质谱在磷生命化学研究中的应用 88
4.1 快原子轰击质谱的基本原理与磷酰化的增敏作用 88
4.2 磷酰化氨基酸正负离子的FAB-MS裂解规律 91
4.2.1 正离子磷酰化氨基酸FAB-MS的裂解规律 91
4.2.2 负离子磷酰化氨基酸FAB-MS的裂解规律 91
4.3 小肽的N-磷酰化衍生物的FAB-MS裂解规律 93
4.4 混合N-磷酰化氨基酸的FAB-MS鉴定 98
4.5 用FAB-MS跟踪反应过程 100
4.6.2 自组装成肽产物的正离子FAB-MS分析 103
4.6 利用正离子FAB-MS研究有机磷试剂辅助氨基酸自组装成肽的产物及其机理 103
4.6.1 氨基酸自组装成肽的意义与方法 103
4.6.3 自组装成肽反应的机理研究 105
4.7 N-磷酰化小肽的电喷雾质谱规律及应用 107
4.7.1 电喷雾多级质谱的工作原理 107
4.7.2 质谱在蛋白质测序中的应用 108
4.8 N-磷酰化二肽和N-磷酰化三肽在电喷雾质谱中的裂解规律 109
4.8.1 磷酰化小肽的EMI-MS图 109
4.8.2 磷酰化小肽在EMI-MS中的裂解过程 110
4.9 用ESI多级质谱确定磷酰化小肽的序列 112
4.10 磷酰基增敏效应的理论研究 113
参考文献 118
5 高配位磷与生命化学 122
5.1 氨基酸的五配位磷化合物 122
5.1.1 五、六配位磷化合物的结构特点 122
5.1.2 N-磷酰化氨基酸的反应与高配位磷中间体反应机理 124
5.1.3 氨基酸五配位磷化合物的合成 125
5.1.4 五配位磷化合物的反应 126
5.1.5 五配位磷中间体的量子化学计算的研究 129
5.2 核苷五配位磷化合物 131
5.3 氨基酸和核苷的六配位磷化合物 133
5.3.1 六配位磷中间体反应机理的研究 133
5.3.2 六配位磷中间体的实验观测 134
参考文献 135
5.3.3 氨基酸的高配位磷中间体的量子化学计算的研究 135
6 磷与生命起源 139
6.1 大自然为什么选择磷 139
6.1.1 为什么选择磷酸酯连接核酸 140
6.1.2 为什么选择ATP等作为生物能源 141
6.1.3 其他方面的作用 141
6.2 磷在生命起源的化学进化中的作用 143
6.2.1 氨基酸起源中磷的作用 143
6.2.2 糖形成中磷的作用 144
6.2.3 核苷形成中磷的作用 145
6.2.4 肽形成中磷的作用 146
6.2.5 核酸形成中磷的作用 150
6.3 核苷酸与多肽的共同起源与相互作用 158
6.3.1 核苷酸与多肽共同起源学说 158
6.3.2 信息转化 160
6.4 多聚磷酸盐的来源与富集 162
6.4.1 火山喷发物水解 162
6.4.2 酸式磷酸盐矿的热解 163
6.4.3 多聚磷酸盐的富集 165
参考文献 167
7.1.2 核酸切割的机理 171
7.1.1 核酸切割的概念 171
7.1 核酸切割的概念和意义 171
7 核酸切割 171
7.1.3 研究人工核酸切割试剂的意义 172
7.2 自然界中核酸酶的作用机理 173
7.3 人工核酸切割试剂的研究 176
7.3.1 按自由基机理氧化切割核酸的试剂 176
7.3.2 以酯水解机理切割核酸的试剂 181
7.3.3 按消除机理切割核酸的试剂 191
7.4 定点切割试剂的研究 192
7.4.1 识别系统 192
7.4.2 影响定点切割的因素 195
7.4.3 三种定点切割试剂 196
参考文献 199
8 磷与糖类化合物 203
8.1 糖的生命化学的基本知识 203
8.1.1 糖类和血型 204
8.1.2 糖链和细胞表面的特征 205
8.1.3 糖链和疾病 205
8.1.4 糖链和多细胞生物的生命现象 205
8.1.5 糖生物学正在成为生命科学的新前沿 206
8.2 糖类化合物的合成 207
8.2.1 化学合成寡糖中的问题 207
8.2.2 糖类合成的发展 207
8.2.3 糖链的固相合成 208
8.3 糖类化合物的磷酯化反应 209
8.3.1 磷与糖类化合物 209
8.3.2 单糖化合物的磷酯化反应 210
8.3.3 含磷糖类化合物的合成 212
参考文献 212
9 磷与生物膜 214
9.1 生物膜概说 214
9.1.1 生物膜的基本组成与结构 214
9.1.2 生物膜的基本功能 216
9.2.2 重要的膜蛋白 217
9.2.1 重要的膜脂 217
9.2 重要的膜脂及膜蛋白 217
9.3 含磷化合物对生物膜的影响 219
9.3.1 N-磷酰化氨基酸对人体血红细胞膜的影响 219
9.3.2 cAMP、cGMP、ATP对人体血红细胞膜的影响 220
9.3.3 N-磷酰化氨基酸对植物细胞膜渗透性的影响 221
参考文献 222
10 磷在药学中的地位 224
10.1 磷与生命化学 224
10.2 磷为构成药物基本母核的元素 225
10.3 各类药物与磷脂的络合物的重要作用 225
10.3.2 抗原抗体蛋白与磷脂的络合物 226
10.3.1 非甾体抗炎药物与磷脂的络合物 226
10.3.3 多肽类药物与磷脂的络合物 227
10.3.4 金属离子与磷脂的络合物 227
10.3.5 中药活性成分与磷脂的络合物 227
10.3.6 其他药物与磷脂的络合物 228
10.4 双膦酸盐类 229
10.5 新药发展的途径之一——磷酰化氨基酸、肽 229
参考文献 231
11 具有生物学功能的有机磷化合物的化学与立体化学的研究 233
11.1 新型亚磷酸酯化试剂的合成 233
11.1.2 利用三甲基硅烷化合物作为催化剂 234
11.1.1 利用四氮唑类化合物作为催化剂 234
11.1.3 利用二硝基酚作为催化剂 237
11.2 P（Ⅲ）-F化合物的开发和利用 242
11.2.1 P（Ⅲ）-F试剂的合成与应用 242
11.2.2 两种新的亚磷酸酯化试剂 244
11.2.3 三氟甲基三甲基硅烷的应用 247
11.3 利用二硫代磷酸衍生物合成修饰的核苷酸 250
参考文献 252
附录A 一些含磷有机化合物的分子结构 256
附录B 常见氨基酸的缩写与分子结构 259
附录C 含磷药物的分类和药效 262
附录D 一些含磷药物的结构式 264
结束语 268