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1. 研究目的与意义
香豆素是广泛存在于自然界中的內酯类化合物,香豆素类化合物具有良好的药物活性,如抗HIV、抗癌、抗血管硬化、抗菌、抗氧化等。因此,通过对天然存在的香豆素化合物进行构效研究,将不同的基团 引入香豆素的结构中,经过结构修饰,合成并筛选出高效低毒的香豆素类先导化合物,在新型药物创制中有着重要的研究价值。通过对其结构与生物活性关系的深入研究,有助于寻找新的抗肿瘤或治疗其他疾病的药物。
然而目前还有相当多得香豆素类有效成分的生物学活性机制并不十分清楚,并且对诸多生物学活性尚未能建立理想的动物模型,所以许多香豆素类化合物的体内活性未能得到有效评价。因此,对此类化合物的生物活性机制进行深入探索势在必行。对不同种类的天然药物进行开发,从而形成比较成熟的特色化提取分离工艺。同时,对分离纯化得到的香豆素单体化合物进行生物活性的广泛研究及筛选,寻找高效低毒的先导化合物在此基础上进一步挖掘同类化合物的构效关系,以构效关系为指导,合成并筛选出更为高效低毒的香豆素类衍生物,从而为更多难治疾病带来希望。
2. 国内外研究现状分析
天然香豆素衍生物特有的生物学和生理学性质,如抗菌、抗凝血、降压作用,特别是某些衍生物具有抗HIV活性和抗肿瘤活性,引起了国内外研究者的广泛关注。近年来,随着配合物性能的优势日益明显,研究者们开始将香豆素基团引入配合物,期望通过它与金属离子作用,增强其生物活性。 保加利亚化学家IrcnaKostova在这方面做了较多工作。他对下图中所示配体进行了微小的改变,并对它们的镧、铈、钕配合物进行了表征及细胞毒素测定。研究结果表明,当金属离子相同时,配体结构微小的变化会对其配合物的细胞毒活性产生较大的影响(R=phenylR=pyridylR=pyrazolyl);当配体相同时,金属离子的不同也会对其配合物的细胞毒活性产生很大的影响,在研究的几种配体中,配合物活性均高于配体本身,而铈配合物活性又高于镧配合物和钕配合物。 荧光探针由于方法简单、操作方便、检测快速和灵敏度高等优点近年来受到科研工作者的关注,而香豆素类荧光团由于荧光量子产率高,Stokes位移大,光物理和光化学性质可调及光稳定性好等优点成为人们关注的焦点之一。近年来,以香豆素作为发光团的荧光探针越来越受到重视。 1993年,Gocmen等人用苯并冠醚与香豆素荧光团构成的荧光传感器1,当K 、Na 离子存在时,产生络合增强荧光效应(CHEF)。 1994年,Blackburn等人将氮杂-12-冠-4直接连在香豆素的7位构成选择性识别Li 的荧光传感器2。2与Li 结合后荧光增强并伴有光谱蓝移。Crossley等人将两个香豆素基团通过双氮杂-18-冠-6连接合成了K 传感器3,由于甲氧基氧原子的参与,提高了3对K 的配位效率和选择性。 |
1997年,Brunet等设计合成了香豆素类化合物10,在碱土金属离子中,仅Mg2 引起10的吸收光谱红移46nm,这是由于两个羰基与Mg2 形成配合物后稳定了ICT作用。而对Mg2 的选择性主要源于Mg2 在离子半径、电荷密度方面比其他金属离子更匹配。2002年,该小组又设计合成Ca2 荧光传感器11,它是氮杂冠醚通过柔性的乙氧羰基连接在香豆素的3位而成,当Ca2 存在时,11中的两个酯羰基均参与了氮杂冠醚对Ca2 的配位而引起荧光淬灭(约54%),另由于香豆素7位强供电基团NEt2的存在引起荧光光谱红移。 2005年,由Komatsu等合成的化合物12是第一个针对Ca2 .Mg2 双分析物的单分子荧光传感器。在12中,具有电子给与能力的四乙酸是Ca2 的选择性受体,而具有电子接受能力的β-酮却是Mg2 的良好受体,12与ca2 配位后吸收光谱蓝移45nm,荧光光谱蓝移5nm;而与Mg2 配位后却引起吸收光谱红移21nm,荧光光谱红移5nm。 2006年,Jang等人将4个香豆素基团连接在空穴配体上合成了13,在所考察的金属离子中,仅Cu2 使13的荧光淬灭为原来的0.5%,形成1:4的配合物(如图1.7)。随Cu2 浓度增加,吸收光谱红移27nm,荧光光谱红移30nm。 2002年,Chen等设计合成了Pb2 荧光传感器16,它与pb2 形成2:2的配合物。当体系中有Pb2 存在时,吸收光谱红移15nm,这可归因于配合物中两个配位点位于分子偶极的两端产生相反效果互相平衡所致;而Pb2 存在时荧光增强是ICT效应增强和形成配合物后构象位阻增大共同作用的结果。 |
3. 研究的基本内容与计划
本次毕业设计是研究酰胺型香豆素的合成及其衍生物的荧光活性
实验计划:
第一阶段:实验准备
4. 研究创新点
结合香豆素衍生物的优点及酰胺基团的配位特点,我们通过引入酰胺基团将两者结合,合成一系列以香豆素为骨架的酰胺型开链大环配体。旨在利用香豆丝良好的荧光性能以及酰胺基团独特的性质,进一步研究香豆素配体的荧光性能。
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