三类新型四氢叶酸辅酶模型的合成和性能研究

论文摘要

生物体中进行的反应绝大多数是通过酶来完成的,从反应的速率、反应产率以及反应的专一性方面考虑,是大多数体外反应无法比拟的。四氢叶酸辅酶在体内的作用是传递一碳单元来进行生物合成和代谢,是生物体内各种化合物甲基化的主要来源。从结构上分析,四氢叶酸辅酶的活性中心是生成或断开的咪唑啉五元环,由于这个五元环上两个氮原子的的△PKa差别较大,则产生了不对称性,因而使之有了活性,在转移一碳单元时,以甲醇、甲醛、甲酸三种氧化态来完成。为了将这一生物反应有效地运用到有机合成中,在对四氢叶酸辅酶理解的基础上,本文设计、合成了三个系列共六个“1,2,3-三取代的不对称眯唑啉盐”作为取代的甲酸态四氢叶酸辅酶模型化合物[系列一（N（3）-芳基取代的苯基咪唑啉）:1,2-二甲基-3-对甲氧基苯基咪唑啉、1,2-二甲基-3-对硝基苯基咪唑啉、1,2-二甲基-3-对硝基苯基咪唑啉、1,2-二甲基-3-对硝基苯基咪唑啉;系列二:1,2-二甲基-3-乙酰基咪唑啉;系列三:1,5-二甲基-3-对甲苯磺酰基咪唑啉],并从水解、还原、加成以及一碳单元转移方面对其进行了详细的研究。此外,本文对四氢叶酸辅酶模型的其它两个特性——与醛的交换反应以及负氢转移性能也进行了详细的评述。研究内容如下: 内容一 为了探讨四氢叶酸辅酶模型化合物的活性,我们首先研究了系列一（N（3）-芳基取代的苯基咪唑啉模型化合物）的水解反应,发现此类化合物在稀的氢氧化钠溶液中非常容易水解,得到了一系列N-甲基-N-乙酰基-N′-芳基乙二胺衍生物,这个过程有效地模拟了四氢叶酸的水解机制。从中我们了解了影响模型化合物活性的结构及电子效应,为进一步研究模型化合物的其它反应提供了一定的理论基础。此外,我们也研究了模型化合物的还原反应,发现在NaBH4作用下,此类化合物能被还原为1,2-二甲基-3-芳基咪唑啉啶衍生物。 为了进一步研究上述化合物的取代基效应,我们需要合成一系列C（2）-芳基取代的模型化合物,为此,我们不得不进行大量的合成工作。然而,经过试验我们发现了一个方便的合成方法,即一级胺催化的“模型与醛的交换法”,采用这

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 四氢叶酸辅酶的仿生化学
• 引言
• 1.1 四氢叶酸辅酶简介
• 1.1.1 甲酸氧化态的—碳单元转移反应
• 1.1.2 甲醛氧化态的—碳单元转移反应
• 1.1.3 甲醇氧化态的—碳单元转移反应
• 1.2 四氢叶酸辅酶模型化合物及其仿生有机合成
• +-THF辅酶模型化合物及其基团转移性能的研究'>1.2.1 5，10-CH⁺-THF辅酶模型化合物及其基团转移性能的研究
• 2-THF辅酶模型化合物及其基团转移性能的研究'>1.2.2 5，10-CH₂-THF辅酶模型化合物及其基团转移性能的研究
• 1.2.3 5，10-CHR-THF辅酶模型及其基团转移性能的研究
• 第二章 四氢叶酸辅酶模型——碘化1，2-二甲基-3-芳基咪唑啉的合成和性能研究
• 第一节 碘化1，2-二甲基-3-芳基咪唑啉的合成和谱学研究
• 1.1 模型化合物90的合成及其谱学证实
• 1.1.1 模型化合物90的合成
• 1.1.2 模型化合物90的谱学研究
• 1.1.3 模型化合物90的X-ray衍射图
• 1.2 模型化合物91-93的合成及其谱学证实
• 1.2.1 化合物91-93合成
• 1.2.2 化合物91-93的谱学研究
• 1.2.3 化合物91-93的晶体结构图
• 1.2.4 结论
• 第二节 模型化合物的性能研究
• 2.1 模型化合物的水解反应研究
• 2.1.1 模型化合物的水解反应式及条件
• 2.1.2 水解产物的谱学证实
• 2.1.3 水解反应机理探讨
• 2.2 模型化合物的还原反应研究
• 2.2.1 模型化合物的还原反应式及条件
• 2.2.2 还原产物的谱学研究
• 2.2.3 模型化合物还原反应机理探讨
• 2.3 甲醛态的模型化合物113与亲核试剂的反应
• 2.3.1 模型化合物与3，4-二甲氧基苯乙胺的反应
• 2.3.2 化合物116和117的谱学研究
• 2.3.3 模型化合物与3，4-二甲氧基苯乙胺反应的机理讨论
• 2.4 甲醛态的模型化合物113的负氢转移反应及与醛的交换反应
• 2.4.1 模型化合物与对硝基苯甲醛的“交换”反应
• 2.4.2 模型化合物与对硝基苯甲醛“交换”反应条件的优化
• 2.4.3 “交换反应”基质范围的考察
• 2.5 模型化合物还原性能的探索
• 2.5.1 模型化合物132的合成
• 2.5.2 模型化合物132的还原反应
• 2.5.3 甲醛态模型化合物133与醛的还原反应
• 第三章 四氢叶酸辅酶模型——碘化1，5-二甲基-3-对甲苯磺酰基咪唑啉的合成和性能研究
• 第一节 碘化1，5-二甲基-3-对甲苯磺酰基咪唑啉的合成
• 1.1 模型化合物145的合成
• 1.2 模型化合物145的谱学研究
• 1.3 模型化合物145的晶体结构图和晶体参数
• 第二节 模型化合物的性能研究
• 2.1 模型化合物145与碳亲核试剂的加成反应
• 2.1.1 模型化合物145与丙二氰的加成反应
• 2.1.2 模型化合物145与丙二氰加成反应的可能机理
• 2.1.3 模型化合物145与其它碳亲核试剂的反应
• 2.2 模型化合物145与氮亲核试剂的反应
• 2.2.1 模型化合145与脂肪胺的反应
• 2.2.2 模型化合145与芳香胺的反应
• 2.2.3 模型化合145与胺的反应条件及生成产物的物理性质
• 2.3 甲醛态模型化合物147-150与脂肪胺的转移反应
• 2.3.1 甲醛态模型化合物147与不同亲核试剂的反应
• 2.3.2 甲醛态模型化合物147与不同亲核试剂的反应机理讨论
• 2.3.3 甲醛态模型化合物148-150与不同亲核试剂的反应
• 2.3.4 甲醛态模型化合物与不同亲和试剂的反应小节
• 2.4 β-四氢咔啉衍生物（胡秃子碱衍生物）的合成
• 2.4.1 β-四氢咔啉衍生物（胡秃子碱衍生物）的合成
• 3.4.2 β-四氢咔啉衍生物（胡秃子碱衍生物）的合成路线及条件
• 2.4.3 β-四氢咔啉衍生物（胡秃子碱衍生物）的谱学研究
• 第四章 实验部分
• 参考文献
• 附录Ⅰ 部分化合物谱图
• 附录Ⅱ 研究生期间已发表的文章
• 致谢
• 承诺书