β-咔啉类生物碱的合成及其生物活性

论文摘要

β-咔啉类生物碱,是吲哚类生物碱中非常重要的一类,它是由吲哚并吡啶构成的三环体系,结构简单,数量众多。主要分布于植物、海洋生物、蓝藻、蘑菇、动物（如非洲蛙）,甚至人体的组织、血液中。这类生物碱种类繁多,生物活性广泛,如抗肿瘤活性、杀虫活性、抑菌活性、抗氧化活性、抗病毒活性、抗抑郁活性等等。本文主要根据β-咔啉生物碱在人体的代谢途径,分为两条路线来进行目标产物合成。主要的研究结果如下:1.路线一,以吲哚-3-甲醛为原料,通过Henry反应（超声波辅助）、LiAlH4还原,得到色胺。再以色胺分别和甲醛、乙醛由Pictet–Spengler反应环合,得到氢化的β-咔啉类生物碱,最后脱氢得到2个化合物:a-1和a-2。2.路线一,以5-甲氧基色胺为原料,分别和甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛和苯甲醛通过Pictet–Spengler反应环合,再脱氢,得到6个化合物:a-13、a-14、a-15、a-16、a-17、a-20等。3.路线二,以色氨酸为原料,分别和甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、苯甲醛、间硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、香草醛、水杨醛、丙酮、环己酮化合物通过Pictet–Spengler环合、K2Cr2O7脱羧氧化得14个化合物:a-1、a-2、a-3、a-4、a-5、a-6、a-7、a-8、a-9、a-10、a-11、a-12、a-18、a-19等。4.对上述所得的20个化合物通过质谱、核磁等进行了确认,其中7个化合物:a-5、a-10、a-11、a-15、a-16、a-17和a-19是新化合物,其余13个化合物是已知化合物。5.通过滤纸片法,用甲醇作为空白对照,链霉素作为阳性对照,以五种细菌:金黄色葡萄球菌（staphylococcus aureus）、蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）、和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）和大肠杆菌（Escherichia coli）为测试对象,对化合物a-1—a-12、a-18和a-19进行抑菌活性测定;结果表明以脂肪族短链醛为环合试剂所合成的化合物表现出较好的抑菌活性;以芳香醛为环合试剂所合成的化合物若有酚羟基存在则显示出抑菌活性,否则无抑菌活性;以酮类为环合试剂所合成的化合物对蜡状芽孢杆菌表现出较强的抑制活性。6.通过叶碟法,用甲醇做对照,以室内人工累代饲养的粘虫3龄幼虫为测试对象,对所合成化合物a-1—a-20进行了初步的杀虫活性测定,结果表明所有化合物均无明显的杀虫和拒食活性。7.通过MTT法,以4种肿瘤细胞（Lewis肺癌（3LL）、乳腺癌（MCF-7）、胃癌（BGC-823）和肝癌（QGY-7701））为测试对象,对化合物a-1—a-12做了体外抗肿瘤活性测试,结果表明化合物a-3、a-5和a-12在浓度低于20μg/mL时,均表现出显著的细胞毒活性。其中,化合物a-3对于Lewis肺癌（3LL）、乳腺癌（MCF-7）、胃癌（BGC-823）和肝癌（QGY-7701）细胞具有最强的抑制率,其IC50依次为:7.79,5.75,3.53,4.02μg/mL。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 咔啉类生物碱
• 1.2 咔啉生物碱的提取
• 1.2.1 从植物中提取
• 1.2.2 从海洋生物中提取
• 1.2.3 从其他生物中提取
• 1.3 咔啉生物碱的活性
• 1.3.1 抗肿瘤活性
• 1.3.2 抗骨质疏松作用
• 1.3.3 杀虫活性
• 1.3.4 抗病毒活性
• 1.3.5 抗氧化活性
• 1.3.6 抑菌活性
• 1.3.7 杀寄生虫活性
• 1.3.8 与DNA 结合的能力
• 1.3.9 抗抑郁（抑制单胺氧化酶活性等）
• 1.4 咔啉类生物碱及其衍生物的化学合成
• 1.4.1 以构建C 环为基础的咔啉类生物碱及其衍生物的合成
• 1.4.2 以构建B 环为基础的咔啉类生物碱及其衍生物的合成
• 1.4.3 以构建A 环为基础的咔啉类生物碱及其衍生物的合成
• 1.5 本实验的设计思路
• 1.6 研究方法
• 第二章 实验部分
• 2.1 化学实验部分
• 2.1.1 试验中所用的仪器以及试剂等
• 2.1.2 试验方法与步骤
• 2.2 生物活性评价部分
• 2.2.1 抑菌活性测定部分
• 2.2.1.1 试验中的主要仪器
• 2.2.1.2 供试细菌
• 2.2.1.3 供试化合物
• 2.2.1.4 抗细菌活性试验
• 2.2.2 体外抗肿瘤活性测定部分
• 2.2.3 杀虫活性测定部分
• 第三章 实验结果与数据分析
• 3.1 合成化合物及其结构鉴定
• 3.2 生物活性评价结果及分析
• 3.2.1 抗细菌活性
• 3.2.3 杀虫活性
• 第四章 结论
• 4.1 主要成果
• 4.1.1 化学实验部分
• 4.1.2 生物活性部分
• 4.2 创新点
• 4.3 亟待解决的问题
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介