新型statine衍生物的合成及活性& Carbopy-ronine细胞Ca2+荧光探针的设计合成研究

新型statine衍生物的合成及活性& Carbopy-ronine细胞Ca2+荧光探针的设计合成研究

论文摘要

论文分两部分,第一部分是新型statine衍生物的合成及活性:第二部分是Carbopyronine细胞Ca2+荧光探针的设计及合成研究。许多天冬氨酸蛋白酶和人类的疾病息息相关,如:艾滋病、阿尔茨海默症等,它们在这些疾病的发病机制中发挥了一定的作用。从天然产物中分离得到的Pepstine对大多数天冬氨酸蛋白酶的抑制率达纳摩尔级,但其选择性差、溶解性弱。分子中含有两个非天然氨基酸statine能模拟天冬氨酸蛋白酶底物活性部位的四面体水解过渡态,且本身不易被切割,通过氢键和酶的天冬氨酸残基结合。引入statine片断已成为设计天冬氨酸蛋白酶抑制剂一重要策略。二茂铁自被合成以来因其具有许多独特的性质而受到广发的应用,许多二茂铁化合物具有抗菌、抗肿瘤、杀虫等活性,用它取代具有生物活性分子中某些芳香环或杂环可以提高整个分子的活性。论文采用药物分子设计常用的方法—活性基团并接法,将两个具有活性的生物分子并入同一分子,期望实现活性叠加。设计并合成了系列新型含二茂铁的statine衍生物,肽键合成方法采用液相法,偶联试剂为DCC/HOBt;目标化合物用元素、IR、1HNMR、MALDI-TOF MS进行了结构表征;对部分化合物的IR、1HNMR及MALDI-TOF MS谱图进行了解析。研究过程中对部分反应条件进行了优化,讨论了其中一些反应如DCC做偶联试剂的反应机理等。对目标化合物进行了活性测试,发现部分化合物在浓度为5×10-4M时对米曲霉有很好的抑制作用,对黑曲霉也有一定的抑制作用,对地衣芽孢杆菌及覃状芽孢杆菌则无活性。第二部分是Carbopyronine细胞Ca2+荧光探针的设计及合成研究。钙是人体中含量最丰富的元素之一,在生命体内行使着一系列重要的调节功能。细胞内游离钙作为第二信使具有重要的生物学功能,对维持细胞的各种代谢过程极为重要,钙离子还和许多疾病有关,钙离子浓度可间接反映细胞活化水平。目前钙离子浓度的测定已成为化学、生物学和医学等领域一个非常重要的课题。胞内游离钙的测定方法主要应用Tsien等人合成的Quin-2、Indo-1、Fura-2及Fluo-3等Ca(2+)荧光探针。在综述Carbopyronine荧光染料的光学性质时可以看到它和Rhodamine荧光染料既有相似之处,又有不同之处,如荧光波长和最大吸收波长明显红移。若以Carbopyronine荧光染料为发色团,激发波长将红移,从而对细胞损伤少。论文设计合成一种靶向性、长波激发的近红外新型细胞Ca2+荧光探针,进行了一些有意义的探索和尝试,得到了10个新的荧光探针中间体,用IR、1HNMR等进行了结构表征,并得到了两个单晶结构。提出了一种合成2,7-双二甲氨基-9,9-二甲基蒽的新方法,即非质子路易斯酸辅助下的叔醇关环反应,反应条件温和,不需要用大量的碱中和等优点。在构建蒽环结构的研究过程认为第一方案不可行,因而改用第二种方法。因时间关系,Cgbopyronine荧光染料目标化合物暂未得到,但中间产物研究过程为后绪工作奠定了一定的基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词说明(Abbreviations)
  • 第一章 新型含二茂铁statine衍生物的合成及活性
  • 一 前言
  • 二 文献综述
  • 2.1 二茂铁衍生物生物活性的研究进展
  • 2.1.1 抗肿瘤活性
  • 2.1.2 抗菌活性
  • 2.1.3 补铁活性
  • 2.1.4 杀虫活性
  • 2.1.5 小结
  • 2.2 statine及其类似物的衍生物生物活性的研究进展
  • 2.2.1 肾素抑制剂
  • 2.2.2 胃蛋白酶抑制剂
  • 2.2.3 组织蛋白酶D抑制剂
  • 2.2.4 HIV蛋白酶抑制剂
  • 2.2.5 β-分泌酶抑制剂
  • 2.2.6 疟原虫血红蛋白酶拟制剂
  • 2.2.7 小结
  • 三 分子设计思想及合成路线
  • 3.1 开展本课题的目的及意义
  • 3.2 设计思想及合成路线
  • 3.2.1 statine引入的设计思想
  • 3.2.2 二茂铁引入的设计思想
  • 3.2.3 新型含二茂铁statine衍生物的设计思想
  • 3.3 目标化合物的合成路线解析
  • 四 实验部分
  • 4.1 仪器和试剂
  • 4.2 中间体的合成
  • 4.2.1 二茂铁甲醛的合成
  • 4.2.2 二茂铁甲胺的合成
  • 4.2.3 二茂铁甲酸的合成
  • 4.2.4 苯丙氨酸甲酯盐酸盐的合成
  • 4.2.5 Boc-Phe-OH的合成
  • 4.2.6 Boc-N-Me-Phe-OH的合成
  • 4.2.7 Fmoc-Phe-OH的合成
  • 4.2.8 噁唑啉酮的合成
  • 4.2.9 Fmoc-N-Me-Phe-OH的合成
  • 4.2.10 N,O-二甲基-Boc-亮酰胺的合成
  • 4.2.11 Boc-亮氨醛的合成
  • 4.2.12 Boc-statine的合成
  • 4.2.13 N,O-二甲基-Boc-苯丙酰胺的合成
  • 4.2.14 Boc-苯丙氨醛的合成
  • 4.2.15 Boc-AHPPA的合成
  • 4.2.16 FeCO-Val-OMe的合成
  • 4.2.17 FcCO-Val-OH的合成
  • 2CO-Leu-Gly-OMe的合成'>4.2.18 FcCH2CO-Leu-Gly-OMe的合成
  • 4.3 二茂铁甲胺中间体的合成
  • 4.3.1 偶联反应通法
  • 4.3.2 脱去Boc的方法
  • 4.4 statine衍生物的合成
  • 4.4.1 偶联反应通法
  • 4.4.2 脱去Boc的一般方法
  • 4.5 双statine二茂铁多肽衍生物的合成
  • 2-statine-Val-NH-CH2Fc合成'>4.5.1 NH2-statine-Val-NH-CH2Fc合成
  • 2Fc 80合成'>4.5.2 Boc-AHPPA-statine-Val-NH-CH2Fc 80合成
  • 五 结果与讨论
  • 5.1 二茂铁甲胺的合成讨论
  • 5.2 氨基保护反应讨论
  • 5.3 Boc-Phe-OH的N-甲基化讨论
  • 5.4 Boc-statine的合成讨论
  • 5.4.1 Boc-亮氨醛的合成讨论
  • 5.4.2 Boc-statine的合成讨论
  • 5.5 Boc-AHPPA的合成讨论
  • 5.6 缩合反应讨论
  • 5.7 脱Boc反应讨论
  • 5.8 目标化合物谱图解析
  • 5.8.1 IR谱图解析
  • 1H NMR谱图解析'>5.8.21H NMR谱图解析
  • 5.8.3 MALDI-TOF MS谱图解析
  • 六 抑菌活性
  • 6.1 器材与试剂
  • 6.2 活性测试
  • 6.3 结果讨论
  • 七 第一章小结
  • 参考文献
  • 2+荧光探针的设计及合成研究'>第二章 Carbopyronine细胞Ca2+荧光探针的设计及合成研究
  • 一 研究背景
  • 1.1 引言
  • 2+的测定方法'>1.2 细胞内Ca2+的测定方法
  • 2+的原理'>1.3 荧光探针法测定胞内游离Ca2+的原理
  • 1.4 常见荧光发色团
  • 1.5 carbopyronine研究进展
  • 二 本课题设计思想、研究意义及路线设计
  • 2.1 本课题的研究意义
  • 2+荧光指示剂的设计思想'>2.2 Carbopyronine细胞Ca2+荧光指示剂的设计思想
  • 2+荧光指示剂的合成设计'>2.3 Carbopyronine细胞Ca2+荧光指示剂的合成设计
  • 三 实验部分
  • 3.1 仪器和试剂
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 对二甲氨基苯甲醛的合成
  • 3.2.2 对二甲氨基苯甲醇的合成
  • 3.2.3 亚甲基桥连酯27的合成
  • 3.2.4 亚甲基桥连叔醇28的合成
  • 3.2.5 2,7-双二甲氨基-9,10-二氢-9,9-二甲基蒽29的合成
  • 3.2.6 间-N,N-二苄基苯甲酸甲酯的合成
  • 3.2.7 亚甲基桥连酯8的合成
  • 3.2.8 叔醇30的合成
  • 3.2.9 烯烃31的合成
  • 3.2.10 叔醇甲醚32的合成
  • 3.2.11 间N,N-烯丙基氨基苯甲酸甲酯18的合成
  • 3.2.12 亚甲基桥连酯33的合成
  • 3.2.13 亚甲基桥连叔醇醚34的合成
  • 3.2.14 亚甲基桥连酯19的合成
  • 3.2.15 亚甲基桥连叔醇35的合成
  • 四 结果与讨论
  • 4.1 2,7-双二甲氨基-9,10-二氢-9,9-二甲基蒽29的合成讨论
  • 4.2 2,7-双二苄基氨基-9,10-二氢-9,9-二甲基蒽10的合成讨论
  • 五 第二章小结
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间取得的科研成果
  • 致谢
  • 附图
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