原文
，卷:18(1)
不同温度下5-氟尿嘧啶与杂环化合物水溶液表面张力的相关性
- *通信:
- Jagan KAdhiyamaan工程学院生物技术系，hour -635109，泰米尔纳德邦，印度电话:04344 261 002;电子邮件: (电子邮件保护)ail.com
收到:2018年1月10日;接受:2018年1月15日;发表:2018年1月20日
引用:吴志强，李志强，李志强，等。不同温度下5-氟尿嘧啶与杂环化合物水溶液表面张力的相关性。化工学报，2018;18(1):128
摘要
在295.15 K和300.15 K的不同温度下，测量了5-氟尿嘧啶与四氢呋喃(THF)水溶液在不同摩尔分数下的声速(U)、密度(ρ)和粘度(η)。根据实验数据，建立了热压缩系数(β)、自由体积(VF)、内压(πi)和声阻抗(Z)。从离子周围的结构变化和溶剂的作用两个方面考察了所观察到的结果。
关键字
超声波光谱;5 -氟尿嘧啶;四氢呋喃;表面张力
简介
四氢呋喃(THF)是一种无色、低粘性、可溶于水的杂环醚。它是酸催化丁烷- 1,4 -二醇脱水工业过程中常用的溶剂。它比乙醚更碱性，与锂形成更强的络合物+、镁2 +和硼烷。四氢呋喃是硼氢化反应和有机金属化合物(如器官锂和格氏试剂)的常用溶剂[1-3.］．目前的研究涉及5-氟尿嘧啶的组成。
氟尿嘧啶(5-FU)，以Adrucil等品牌出售，是一种用于治疗癌症的药物。通过静脉注射，它被用于结肠癌，食管癌，胃癌，胰腺癌，乳腺癌癌症还有宫颈癌。作为乳膏用于光化性角化病和基底细胞癌。
注射时，大多数人会出现副作用，常见的副作用包括炎症嘴巴，食欲不振，低血细胞计数，脱发和炎症皮肤。当作为面霜使用时，可能会对使用部位产生刺激。在怀孕期间使用任何一种形式都可能伤害宝宝。氟尿嘧啶属于抗代谢物和嘧啶类药物家族。
氟尿嘧啶已全身给予肛门，乳房，结肠直肠，食管，胃，胰腺和皮肤癌症(尤其是头颈部癌症。光化性角化病也可局部(皮肤)使用，皮肤用于治疗眼表鳞状肿瘤的眼药水。
严重虚弱的病人或患有骨髓因任一原因造成的抑制放射治疗或化疗。孕妇或哺乳期妇女同样禁忌症。没有恶性疾病如恶心、呕吐、腹泻、粘膜炎、头痛、髓抑制、脱发(脱发)、光敏、手足综合征、流行黄斑疹、瘙痒、心脏毒性持续打嗝情绪障碍(易怒、焦虑、抑郁)不常见(频率0.1-1%)食道炎、溃疡出血、直肠炎、指甲疾病、静脉色素沉着、思维混乱、小脑综合征、脑病、视觉改变、畏光，流泪，发热，无感染迹象。
腹泻是严重的，可能是剂量限制，并加重与亚叶酸钙联合治疗。中性粒细胞减少症往往在开始治疗后9-14天达到高峰。心脏毒性是一种相当常见的副作用，但通常这种心脏毒性只是心绞痛或相关症状冠状动脉痉挛，但大约0.55%的接受药物的人会发展危及生命的心脏毒性。危及生命的心脏毒性包括:心律失常，室性心动过速和心脏骤停，继发于反壁的是血红素血症。
5-FU注射和局部应用，即使是小剂量，也会导致小鼠急性中枢神经系统(CNS)损伤和逐渐恶化的CNS迟发性变性。后一种效应是由5- fu诱导的对产生绝缘髓鞘的寡聚树突细胞的损伤引起的。
美国的包装说明书警告说，注射氟尿嘧啶后观察到急性小脑综合征，并可能在停止治疗后持续存在。症状包括共济失调、眼球震颤和运动障碍。
5-FU的最小有效剂量和最大耐受剂量之间的差异非常小，药物表现出显著的个体药代动力学变异。因此，相同剂量的5-FU可能导致治疗反应，对一些患者具有可接受的毒性，而对另一些患者具有不可接受的、可能危及生命的毒性。过量和不足都是5-FU的问题，尽管几项研究表明大多数的结肠直肠癌根据今天的剂量标准，体表面积，使用5-FU治疗的患者剂量不足。基于bsa给药的局限性使肿瘤学家无法为大多数个体患者准确地测定5-FU的剂量，这导致治疗效果不佳或毒性过大。
在接受治疗的病人中应该避免药物已知调节二氢嘧啶脱氢酶。它还可能增加国际卢比和凝血酶原服用华法林的病人的时间。氟尿嘧啶与别嘌呤醇联合使用时，其疗效下降，可通过使用别嘌呤醇漱口水来减少氟尿嘧啶诱导的口腔炎。5-FU和THF的结构为:
本文讨论了在T=(303.15-313.15) k时三元混合物水体系中四氢呋喃与5-氟尿嘧啶的密度、声速和粘度。纯组分的取值一般是根据现有文献资料确定的。根据实验数据，分析了无限稀释条件下各组分的理化参数[4，5］．从分子相互作用的角度研究了混合物组分之间通过偶极子-诱导-偶极子相互作用，形成电子给-受体复合物的结果。
材料与方法
密度测量
所有的二元液体混合物都是用塞子瓶在电子天平上称取适量的纯液体制成的。电子天平的不确定度为±0.01 mg，摩尔分数的准确度为±1 × 10-4。采用电子恒温浴，使水在所需温度下通过装有实验溶液的钢制双壁测量池，测量温度的精度为0.01 K。
采用相对测量法，用5ml康宁比重瓶测定纯液体及其混合物和电解液的密度。用双倍蒸馏水在实验温度下称重，确定比重瓶的体积。利用下面的关系式，可以确定未知混合物在任意温度下的密度。
(1）
式中，ρw为水的密度，Ws和Ww分别为未知溶液和水的重量。由此得到的纯液体密度与标准值符合得很好。
粘度测量
用奥斯特瓦尔德粘度计(10ml)用相对法测定纯液体、液体混合物和电解质的粘度。将粘度计充入导电水，浸泡在水浴中，保持实验温度。在粘度计内的液体达到温度后，记录水的流动时间。水被待测粘度的混合物所取代。当粘度计内的液体达到浴液温度后，用精确的数字停钟测量混合液的流动时间。通过知道参考液体和液体混合物的流动时间，可以用关系式确定混合物的粘度，
（2）
其中η s和ρ_s分别为溶液的粘度和密度。〖η〗_w和ρ_w为水的对应值。流动时间的测量精度与密度和粘度的测量是在一个搅拌良好的水浴中进行的，其温度可以控制[6，7］．所有的测量都是在恒温下进行的，由于粘度对温度非常敏感，因此精度为。
超声波测速
超声波速度测量使用超声波干涉仪(M /S Mittal Enterprises, New Delhi)， T= 303.15-313.15 K，精度为±0.1 ms−1。干涉仪的测量单元是一种特殊设计的双壁容器，具有恒定的温度。电子操作的数字恒温浴槽(型号si -03 Spl，由M/S Mittal企业，新德里提供)，工作温度范围为−10°C至85°C，精度为±0.1°C，用于循环水通过包含实验液体的双壁测量单元的外夹套。
结果与讨论
给出了5-FU不同摩尔分数纯液体混合物的密度、声速和粘度表1．中给出了等熵压缩系数、自由体积、内压、自由长度和松弛时间的摩尔体积和多余计算值表2、3．用图形表示图1．分别。摩尔体积数据受到以下因素的影响:(i)由于不同分子的大小和形状不同，氢键的断裂和偶极结合的丧失，以及(ii)不同分子之间可能的分子间相互作用，如氢键或给-受体相互作用[8-10］．前者效应导致正的多余摩尔体积，而后者效应导致负的值。实验结果表明，在T=(295.15 ~ 300.15) K的整个组成范围内，所有二元混合物均以负值为主。
图1:在295.15 K和300.15 K下，5-FU+THF+水的不同摩尔分数的自由体积、绝热压缩率、内压、自由体积和松弛时间的多余体积图。
| 组件 | 密度(ρ) Kgm3 | 参考文献 | |
|---|---|---|---|
| 观测值 | 文学价值 | ||
| 四氢呋喃 | 870 | 877.1 | Rathnam et al.(2013)。［5］ |
| 5-Fluorocil | 993 | 1001.4 | FU等(2006)。[6] |
表1:纯液体在300.15 K时的密度(ρ)的测量值。
| 摩尔分数 (X2） |
密度(ρ) Kgm3 | 粘度(η) ×103.销售经理2 |
超声速度(U) ms-1 |
摩尔体积(Vm) m3. |
|---|---|---|---|---|
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，295.15 K | ||||
| 0.1033 | 936.4 | 0.7142 | 943.2 | 0.0828 |
| 0.1136 | 916.1 | 0.7465 | 965.2 | 0.0853 |
| 0.1263 | 898.9 | 0.7592 | 975.2 | 0.0877 |
| 0.1420 | 879.7 | 0.7674 | 983.2 | 0.0907 |
| 0.1623 | 868.6 | 0.7698 | 991.2 | 0.0932 |
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，300.15 K | ||||
| 0.1033 | 936.0 | 0.7139 | 950.2 | 0.0829 |
| 0.1136 | 914.9 | 0.7455 | 954.3 | 0.0854 |
| 0.1263 | 900.3 | 0.7503 | 962.6 | 0.0876 |
| 0.1420 | 882.1 | 0.7794 | 971.8 | 0.0905 |
| 0.1623 | 868.8 | 0.7860 | 993.6 | 0.0932 |
表2::密度(ρ)、超声速度(U)、粘度(η)和摩尔体积(V)的实测值米)在295.15 K和300.15 K下，5-氟尿嘧啶+THF+水。
| 摩尔分数(X2） | 多余的 自由体积FE)×105米3.摩尔－1 |
多余的 内部压力 (π我E)×1010纳米2 |
多余的 绝热压缩系数(βE)×108巴勒斯坦权力机构－1 |
多余的 自由长度 (左FE)×1010米 |
过度放松时间 (τE)×105年代 |
|---|---|---|---|---|---|
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，295.15 K | |||||
| 0.1033 | 0.1547 | -0.1238 | 1.5706 | -0.4177 | 0.1116 |
| 0.1136 | 0.1704 | -0.1362 | 1.7304 | -0.4594 | 0.1227 |
| 0.1263 | 0.1893 | -0.1515 | 1.9224 | -0.5103 | 0.1363 |
| 0.1420 | 0.2127 | -0.1706 | 2.1616 | -0.5741 | 0.1534 |
| 0.1623 | 0.2428 | -0.1952 | 2.4703 | -0.6560 | 0.1752 |
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，300.15 K | |||||
| 0.1033 | 0.1140 | -0.3602 | 5.0480 | -0.4190 | 0.1184 |
| 0.1136 | 0.1253 | -0.3964 | 5.5520 | -0.4608 | 0.1302 |
| 0.1263 | 0.1391 | -0.4406 | 6.1682 | -0.5120 | 0.1446 |
| 0.1420 | 0.1564 | -0.4958 | 6.9384 | -0.5759 | 0.1627 |
| 0.1623 | 0.1786 | -0.5667 | 7.9286 | -0.6581 | 0.1859 |
表3:维吉尼亚理工学院小粒育种计划中用作亲本的软红冬小麦品种。
在T=(303.15 ~ 313.15) K时，5-FU+THF+水体系在整个组成范围内以及在所有实验温度下，过量体积均为正值。VE值为正表明混合组分之间不存在氢键相互作用、偶极子-偶极子或偶极子-偶极子诱导相互作用等导致电子给体-给体配合物。5-FU和THF与水的氢键相互作用(O-H…)能力较强。此外，5-FU和THF的给电子原子与水之间存在电子供体-供体相互作用的可能性。在这种电子给体-受体相互作用中，5-FU作为电子给体，THF作为电子受体[11-13］．在本研究中，5-FU和THF之间的相互作用可能归因于混合物组分间偶极子诱导-偶极子相互作用，从而形成电子给-受体复合物[14］．在水中含5-FU的四氢呋喃中，氧原子将键上的电荷从环上转移到氧上(催眠效应)，在环上留下一个正电荷。然而，在供体-受体行为中，它也是供体[15-19］．由于这两种相反的作用，可能会有负电荷从环向氧原子的净转移，以及THF的受体特性的增强。因此，当环上有氧原子和羟基时，THF与水中5-FU的相互作用必然会增加。
VE数据表3．四氢呋喃与水中5-FU三元体系的VE值明显高于前者。5-FU环上的羟基(负感应效应)吸电子，试图吸引THF环上的氧，因此THF环上的电子密度降低。因此，四氢呋喃相对于任何基团中寻求电子的质子成为电子供体[20.，21］．实验结果支持了这一观点。
四氢呋喃与5-FU三元体系在水中的VE数据较正可能是由于偶极矩和介电常数较小。THF被认为是一个相对复杂的分子，它的非理想性是由于氧基沿C-N轴自由旋转，使它与水中的5-FU相互作用具有更大的灵活性。
VE值随温度升高而增加可能是由于以下因素(i)高温下组分的去聚类，(ii)极化率降低导致偶极子-偶极子相互作用减弱，以及(iii)动力学增加能源在较高温度下[22］．
中给出了超等熵压缩数据表3．并以图解的形式呈现在图1．对数据的检查表3．表明在T=295.15 K和300.15 K时，这些体系的剩余等熵压缩性数据在整个组成范围内为正。的观测值可以通过考虑以下因素定性解释:(i)纯液体中相关结构/分子顺序的破坏，(ii)不同分子之间通过偶极子诱导偶极子相互作用形成强键，以及(iii)不同尺寸组分混合导致的自由体积变化。第一个因素导致正值，而其余两个因素导致负值[23］．该系统的结果为正值，表明因子(ii)和(iii)的净组合不占优势，该系统的可压缩性更强。
粘度的符号和大小取决于分子大小、形状和分子间作用力等因素的综合作用[24］．四氢呋喃与5-FU在水体系中的阳性数据表明，混合物的粘度高于纯组分，因此混合物的流动性较低。这表明存在特定的相互作用，如不同分子之间的电子给体-受体相互作用。粘度偏差值被发现类似于该体系的摩尔体积。这说明混合物中各组分的摩尔体积都小于它们在纯态时的摩尔体积，即混合物在混合时体积收缩，这可能是由于偶极子诱导偶极子相互作用导致电子给体-受体复合物。但是，随着温度的升高和负电荷的增加，THF中的组分分子与水中的5-FU之间的溶质-溶剂型相互作用增强。
内聚数据给出表4．并以图解的形式呈现在图2．结果表明，在T=295.15 K和300.15 K时，四氢呋喃与5-FU水溶液在整个组成范围内的内聚值都有所提高。的观测值可以定性地解释，考虑到THF分子与水液体之间的凝聚力与所有相邻的5-FU分子共享。那些表面上没有相邻的原子并且对它们表面上最近的邻居表现出更强的吸引力。在水体系中，5-FU对四氢呋喃表面分子间吸引力的增强表现在图3．
图2:295.15 K和300.15 K下5-FU+THF+水不同摩尔分数的内聚力、Auer - Bach关系的表面张力和修正关系的表面张力。
图3:水体系中四氢呋喃与5-FU的表面分子间吸引。
| 摩尔分数X2 | 凝聚力量 106kJ摩尔－1 |
Auer Bach关系(s) Auer m N/m | 修改 关系 (年代)国防部mn / m |
|---|---|---|---|
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，295.15 K | |||
| 0.1033 | 610715.90 | 1108.2 | 111988.6 |
| 0.1136 | 612254.70 | 1111.0 | 112266.2 |
| 0.1263 | 616102.84 | 1113.9 | 112555.8 |
| 0.1420 | 620849.39 | 1121.0 | 113280.0 |
| 0.1623 | 627159.78 | 1128.7 | 114053.5 |
| 体系:5-氟尿嘧啶+THF+水，300.15 K | |||
| 0.1033 | 636731.42 | 1130.8 | 116150.9 |
| 0.1136 | 637518.34 | 1134.3 | 116508.0 |
| 0.1263 | 637930.02 | 1140.6 | 117154.7 |
| 0.1420 | 638276.95 | 1143.4 | 117443.6 |
| 0.1623 | 638940.85 | 1146.7 | 117780.8 |
表4:内聚力计算值，奥尔巴赫关系(s奥氏小体)修改关系国防部)的5-氟尿嘧啶+THF+水在295.15 K和300.15 K。
文中给出了表面张力数据表4．并以图解的形式呈现在图2．利用Auerbauch关系和修正关系发现，在T=295.15 K和300.15 K时，THF和5-FU在水体系中的表面张力在整个组成范围内都有增加。可以解释在T=295.15 K和300.15 K时，含5-FU的四氢呋喃在水体系中的表面张力随温度的升高而显著升高。表面张力是由四氢呋喃与5-FU在水体系中的极性性质引起的。分子液态具有很强的分子间吸引力[25］．当这些力在分子之间时，它们被称为内聚力。水滴的分子是通过粘结力结合在一起的，在水体系中THF与5-FU的表面粘结力尤其强。当吸引力存在于不同的分子之间时，这种分子被称为黏附力。含THF的水分子与5-FU壁之间的粘结力大于粘结力，导致毛细管作用。水体系中5-FU与四氢呋喃之间的引力可以看作残余静电力和范德华力。
符号列表
KT:温度依赖常数;
M:质量摩尔浓度;
ρ:密度;
η:粘度;
U:超声速度;
V米:摩尔体积;
βE:超绝热压缩性;
VFE:多余自由体积;
lFE:多余自由长度;
π我E:超内压;
σ奥氏小体: Auer bauch关系的表面张力;
σ国防部:修正关系式表面张力;
研究者用:5 -氟尿嘧啶。
结论
本文报道了T=295.15 K和300.15 K时THF与5-FU三元混合物在水体系中的密度、声速和粘度。纯组分的数值与现有文献数据基本一致。根据实验数据，计算了无限稀释条件下各组分的理化参数。从分子相互作用的角度分析了混合物组分之间通过偶极子-诱导-偶极子相互作用形成电子给-受体复合物的结果。5-FU具有较高的分子质量(长疏水尾)，在水中向THF界面扩散较少，在界面处被紧密吸附，在表面产生粘结力作用，从而增加了与5-FU在水体系中的四氢呋喃的表面张力。在水体系中，THF与5-FU的浓度较高时，相邻分子间存在较强的分子相互作用，形成较强的表面膜面。
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