脱氢枞胺基含氮杂环化合物的合成及与dna的作用本科毕业论文(编辑修改稿)

脱氢枞胺基含氮杂环化合物的合成及与dna的作用本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

碳氮双键结构的化合物，称作 Schiff 碱或亚胺。 其氮原子上的孤对电子赋予其重要的化学和生物学性质。 Schiff 碱能够参与氨基酸代谢，如 L谷氨酸的氧化脱氨途径，嘌呤 核苷酸循环等，碳氮双键是其生物活性的效应基团。 Schiff碱的合成可以自由选择反应物，改变取代基的种类和位置，便于开发大量结构新颖的产品。 脱氢枞胺水杨醛 Schiff 碱及其铜配合物的分子既有一定的刚性，又有一定的柔性，且在不对称合成中表现出高的立体选择性。 配合物对漆酚的氧化聚合及松香的氧化反应均具有一定的催化性能，并且对铜有缓蚀作用。 姚绪杰等 [20]以脱氢枞胺为原料，合成了 5 种脱氢枞胺水杨醛类 Schieff 碱，用 IR、 1HNMR 确证其结构，并用静态失重法研究了它们在酸性介质中对铜的缓蚀性能，发现脱氢枞胺 5,6二羟基水杨醛 Schiff碱对铜的缓蚀性能最强。 饶小平 [21]在乙醇 溶剂 中 合成了脱氢枞胺水杨醛 Schiff 碱，以及脱氢枞胺（ 5硝基）水杨醛 Schiff碱，通过 IR进行表征， UVVis 研究了它们在有机溶剂中的光至变色和溶致变色性能。 研究发现这两种 Schiff 碱都能在氯仿溶液中发生光至变色，后者能在 DMF 中发生溶致变色，并讨论了变色的机理。 姜大炜 [22]以无水乙醇为溶剂，在回流条件下，将系列取代水杨醛的乙醇溶液加入脱氢枞胺的乙醇溶液中，合成了 9 种 Schiff碱，并对产物进行了结构表征。 他还用得到的 Schiff 碱进一步合成了 8 个铜系配合物和 6 个镍系配合物，并对产物进行了结构表征。 芳环的改性 6 1938 年， Fieser 和 Campbell[23]系统地研究了脱氢枞酸的取代反应。 它们利用脱氢枞酸的苯环能够被磺化的性质，用浓硫酸在低温下处理歧化松香，用水浸提得到脱氢枞酸磺酸的晶体，将其水解去磺化得到纯净的脱氢枞酸。 此法一直被用来分离提纯脱氢枞酸，直到 1966 年被 Halbrook 和 Lawrence[24]报道的乙醇胺盐法替代。 此外，他们还制得了 12,14二硝基脱氢枞酸、 12乙酰脱氢枞酸，并通过衍生物的制 备确定了结构。 同年， Littmann[25]制得了 12,14二氨基脱氢枞酸及其盐酸盐。 Wada 等 [26]在研究脱氢松香衍生物抗溃疡时发现，脱氢枞酸的磺化只发生在12 位。 得到的 12 位磺酸不但具有显著的抗癌活性，而且没有类似醛甾酮的副作用。 Esteves 等 [27]在 12,14二氨基脱氢枞酸的氮原子上连接甲氧基苯基，制得一系列化合物。 通过测定各化合物的氧化势能和清除自由基的能力大小，确定了清除自由基效果最佳的 3 种化合物为 12N对甲氧基苯氨基 14氨基脱氢枞酸甲酯，12N对甲氧基苯氨基脱氢枞酸甲 酯，和 12,14N,N二（对甲氧基苯氨基）脱氢枞酸甲酯。 这三种具有最低的氧化势能，且都含有对甲氧基苯基。 Jipa 等 [28]把 12N苯氨基 14氨基脱氢枞酸甲酯用于低密度聚乙烯的抗老化试验。 考察了 三种温度 下化学荧光强度随热降解时间的变化，计算了聚合物的动力学稳定参数、氧化率、活化能等，并且与常用的抗老化剂 A4010（苯胺类化合物）和 Irganox10 1070（酚类化合物）比较。 结果 表明 ，化合物 12N苯氨基14氨基脱氢枞酸甲酯的抗老化作用机理与 Irganox1010 相同，但抗老化性能优于 Irganox1070 和 A4010。 Gigante 小组 [29]分别利用它们自己得到的 12溴 13硝基 脱异丙基脱氢枞酸甲酯和 12溴 13,14二硝基 脱异丙基脱氢枞酸甲酯相继合成了脱氢松香的喹恶啉、苯并咪唑、吲哚衍生物，并测试了它们的抗病毒活性。 结果表明，这三种化合物都有抗病毒活性，且有望通过继续修饰进一步提高。 B 环的改性 脱氢枞胺的 B 环是个饱和环，缺乏官能团，不能进行亲电取代反应。 因此对 B 环进行改造的报导很少。 1955 年， Barnes 和 Beachem[30]对一种和脱氢 枞胺极其类似的环系进行了改造。 他们 从 B 环中处于 A 环苄基位的亚甲基入手，通过氧化反应在 B 环 引入羰基， 并在此基础上合成了肟和 2,4二硝基苯腙，并将肟进行 Beckmann 重排反应，得到七员环内酰胺，氢化铝锂还原得到氮杂卓。 他们通过结晶分离了肟的两种顺反异构体，并分别进行 Beckmann 重排，发现反式肟重排的收率大于顺式肟。 7 图 Barnes 和 Beachem 对 B 环的修饰 脱氢枞胺的氨基容易氧化，事先必须进行酰化保护。 用 乙酰基保护 ， 操作方便成本低，但乙酰基几乎不能脱除 [31]。 三氟乙酰基的引入要用到剧 毒 强腐蚀性的三氟乙酸酐，但三氟乙酰基可以很容易地通过碱性水解脱除。 B 环在引入羰基后，出现了一个有 α氢的芳酮结构。 这是一个非常有用的合成砌块。 由此 可通过 Hantzsch 吡啶合成反应 构造吡啶环或 Fischer 吲哚合成反应构造吡咯环； 也可先制成 α 卤代酮，再通过 FeistBenary 反应构造呋喃环，或Hantzsch 吡咯合成反应构造吡咯环 [32]。 谷文和王石发 [33]将该化合物与苯肼缩合得到苯腙，经过 Fischer 吲哚合成反应，构造了一个吡咯环，合成了一个松香基吲哚化合物。 脱氢枞胺衍生物的生物活性 脱 氢枞胺具有三环二萜的结构，与具有强生物活性的甾类化合物较为接近，其同系物和衍生物具有生物活性。 韩宏星 [34]报道了 60 多个具有生物活性且含树脂酸结构的衍生物。 这些化合物的生物活性主要表现为抗氧化、抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用。 其中生物活性较好的是二萜酚类化合物。 研究发现，大部分化合物都具有一定的生物活性，值得进一步开发利用。 在抗氧化作用方面，现在已经成功开发了食品防腐剂和抗氧化剂。 陈泳 [35]在其文献综述里报道了 52 个树脂酸及其衍生物的抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面的生物活性， 并 展望了它们未来在生物医学及其他领 域的应用。 树脂酸及其衍生物现在已经得到广泛应用，可以作为渔网和轮船的防腐剂和农作物、木材、纸张、牙膏、糖果等产品的杀虫剂 [36]。 而树脂酸衍生物作为抗动脉硬化、抗癌药物在很多国家申请了专利 [3738]。 8 抗肿瘤活性 KwangHee Son 等 [37]从红杉的球果中分离得到了具有脱氢枞烷骨架的化合物，其中化合物 1 和 2 在 GI50=，对结肠癌、乳腺癌、肺癌等具有强烈的抑制作用。 Iwamoto 等 [38]从日本香柏 (Thuja standishii)中分离出 两个三环二萜化合物，化合物 3 对 TPA诱导 EBVEA具有很强的抑制作用。 化合物 4 对 TPA诱导 EBVEA具有中等的抑制作用。 Ukiya 等 [39]研究了脱氢枞酸甲酯对 TPA 诱导 EBVEA 活性的抑制作用。 实验结果表明： 1000 mol ratio/TPA 时，达到 100%抑制； 500 mol ratio/TPA 时，达到 %抑制。 Gigante 等 [40]以 5 种癌细胞为实验对象，研究了 4 种化合物对癌细胞生长的抑制作用。 这 5 种癌细胞分别是： MCF7(breast)， NCIH460(lung)， SF268(CNS)，TK10(renal)以及 UACC62(melanoma)。 当浓度超过 20 μmol/L 时，化合物 5 和 6对癌细胞的生长表现中等的抑制作用；化合物 7 和 8 表现出最大的抑制作用。 9 抗病毒活性 Paris 等 [41]从迷迭香 (rosemary)中提取出鼠尾草酸 9，具有很强的 HIV1 蛋白酶抑制活性 (IC90= mg/L)，并且可以抑制 HIV1 病毒的复制 (IC90= mg/L)。 对于 H9 淋巴细胞的毒性， 90%毒性浓度 (TC90)为 mg/L。 在小于 10mg/L 的质量浓度范围内，不会抑制细胞中天冬氨酸酶、组织蛋白酶 D 和胃蛋白酶的活性。 Fonseca 等 [42]以人胚肺细胞为实验对象，研究发现一些树脂酸的衍生物 1011在浓度低于细胞毒素浓度 (MCC 或 CC50)510 倍的情况下能够抑制 CMV（巨细胞病毒）和 VZV（水痘 带状疱疹病毒）的复制。 10 抗菌活性 Tapia 等 [43]通过对脱氢枞酸的微生物转化，得到一种新化合物 12，并研究了脱氢枞酸和该新化合物的抗菌活性。 结果表明，新化合物只对沙雷氏菌和枯草杆菌有抗菌活性， 脱氢枞酸对除沙雷氏菌和绿脓杆菌以外所研究的其他细菌都有抗菌活性。 王延等 [44]以脱氢枞胺为原料，合成了 6 种脱氢枞基季铵盐。 它们对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有一定的抗菌活性，其 MIC 分别为 mg/L 和250500 mg/L。 梁梦兰等 [45]由脱氢枞胺制备出 2 种松香基季铵盐型阳离子表面活性剂，对金黄色葡萄球菌具有灭杀作用。 抗氧化 Justino 等 [46]对一种脱氢枞酸的衍生物 13(MDTO)进行了研究，发现其具有抗氧化性和清除 DPPH 和 ABTS 自由基的能力。 它可 以保护脂质体不受抗坏血酸铁盐的诱导氧化，还可以清除次氯酸。 结果表明，该化合物可以用作抗氧化剂。 11 杀虫 Tan 等 [47]从 Salvia cilicica 中提取出两种二萜（ 14 和 15），它们都具有抗利什曼原虫的活性。 本文研究的目的、意义及主要内容 松香是我国重要的非木质林产品之一，但大部分以原料的形式低价出口，同时又从国外高价进口松香深加工产品。 因此开展松香深加工产品的研发工作，具有重大的经济价值和战略意义。 鉴于目前脱氢枞胺 B 环改性衍生物的研究和报道较少， 本文的研 究目的在于合成新的脱氢枞胺 B 环改性 衍生物，并进行 DNA 切割活性测试。 希望新化合物能够用于抗癌药物，或为新药的研制提供新的杂环母体。 本文的研究内容主要包括： (1) 合成 3～ 4 个脱氢枞胺 B 环改性衍生物。 (2) 对合成的新化合物进行分离、提纯和结构表征。 (3) 测试新化合物的 DNA 切割效果。 12 第二章 脱氢枞胺 B 环改性的研究 引言 脱氢枞胺是一种具有手性的三环二萜，结构与具有强生物活性的甾类化合物较为接近，其衍生物多具有生物活性。 关于脱氢枞胺 B 环改性的研究报道较少，因此本文将对 B 环进行改性，期待能够发现具有 DNA 切割活性的新物质，用于抗癌药物中，或 为新药的研制提供新的杂环母体。 B 环的改性可以从苄位亚甲基入手，通过氧化引入羰基， Beckmann 重排扩环获得氮杂卓新骨架。 实验部分 试剂仪器 试剂 名称 生产厂家 规格 歧化松香胺 桂林松塔林化有限公司 含脱氢枞胺 70% 对甲苯磺酸 上海凌峰化学试剂有限公司 分析纯 无水乙醇 南京化学试剂有限公司 分析纯 氢氧化钠 南京化学试剂有限公司 分析纯 乙酸酐 上海凌峰化学试剂有限公司 分析纯 乙酸 南京化学试剂有限公司 分析纯 铬 酸 上海久亿化学试剂有限公司 分析纯 乙醚 上海中试化工总公司 分析纯 无水硫酸钠 南京化学试剂有限公司 分析纯 盐酸羟胺 南京化学试剂有限公司 分析纯 无水乙酸钠 南京化学试剂有限公司 分析纯 多聚磷酸 上海凌峰化学试剂有限公司 化学纯 氨水 南京化学试剂有限公司 分析纯 氢化铝锂 天津市化学试剂研究所 含量不少于 95% 柱层析用硅胶 青岛海洋化工厂分厂 200300 目 乙酸乙酯 南京化学试剂有限公司 分析纯 石油醚 南京化学试剂有限公司 分析纯 仪器 名称 生产厂家 规格 电子天平 常熟双杰测试仪器厂 JJ20xx M=20xxg d= 电子天平 上海精密科学仪器有限公司 JA3003N M=300g d=1mg 强力恒速搅拌机 常州市新析仪器厂 QHJ756B 磁力搅拌器 天津 Autoscience 仪器有限公司 AM3250B 13 分析方法 IR: Nicolet360 型 FTIR， KBr 压片法测定 1HNMR: BrukerDPX300 型 NMR 仪，溶剂均为 CDCl3 13CNMR: BrukerDPX300 型 NMR 仪 MS: LCQAdvantage 型 ESITOF 质谱仪 ，正离子模式 TLC: GF 254 硅胶板 30100mm, 50100mm 脱氢枞胺的提纯 图 脱氢枞胺的提纯 [7] 将 240g 歧化松香胺 A 溶于 560mL 乙醇，置于 2L四口瓶中。 搅拌下缓慢滴加 对甲基苯磺酸于 400mL 乙醇中的溶液，加完后搅拌 4h，。