硝基苯并噁二唑修饰的共轭增强型氟硼二吡咯类纳米光敏剂的合成及性能研究

氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光染料是常用的光动力治疗(PDT)/光热治疗(PTT)光敏剂,具备良好的光物理性质。将硝基苯并噁二唑(NBD)与聚乙二醇(PEG)化的BODIPY母核偶联,改造分子的共轭结构得到BDP-1,并自组装成纳米光敏剂BDP-1 NPs,利用粒度电位分析仪分析了BDP-1 NPs的粒径分布与Zeta电位,系统评价了BDP-1 NPs的光学性质、光热转换效率及对HeLa和MCF-7细胞的光暗毒性。结果表明,BDP-1 NPs的粒径约为90.0 nm,具有良好的分散性;680 nm激光(功率密度1.00 W·cm^(-2))照射下,BDP-1、BDP-1 NPs的单线态氧量子产率分别为0.51、0.28;BDP-1 NPs的光热转换效率为62.4%,具有较好的光热治疗效果,光稳定性较好;BDP-1 NPs对HeLa和MCF-7细胞的暗毒性很低,而在光照条件下显示出较好的光毒性。光敏剂BDP-1 NPs有望协同PDT/PTT用于癌症光疗,为光敏剂的开发提供了一定参考。

交流电频率范围变化对电化学合成的聚吡咯薄膜电致变色性能的影响

采用电化学阻抗谱法,以吡咯和对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid,p-TSA)为原料配制反应溶液,以掺氟SnO2透明导电玻璃为基底,简单而有效地一步合成聚吡咯(polypyrrole,PPy)薄膜。研究了电化学合成中交流电频率范围的变化对所制备的聚吡咯薄膜的结构和电致变色性能的影响。结果表明,在初始电位0.7 V,施加±100 mV正弦波的基础上,交流电频率范围的变化改变了PPy薄膜颗粒的分布形态,频率范围变化越宽,薄膜颗粒越小,尺度接近于纳米级。当交流电频率范围在10^(-1)-10^(3)Hz时,制备的PPy薄膜的电致变色性能最佳,其800 nm光波处的光调制幅度达到65.4%,该薄膜还具有较快的电致变色响应,着色和褪色开关时间分别为5 s和6.5 s,且其着色效率达到137.4 cm^(2)-C^(-1),100次电致变色循环后的光调制幅度保留率可达65.7%。

基于(4+1)环化反应绿色合成新型吡咯及其衍生物

吡咯结构广泛存在于自然界中,是一类具有多种生物活性的药物骨架。传统合成方法主要是由金属催化且常以有机溶剂作为媒介进行合成,然而以水作溶剂的绿色合成方法鲜有报道。以2-烯丙基丙二腈与S,S-二苯基硫亚胺为原料,以水为溶剂,在温度为50℃且无催化剂的温和绿色的条件下发生(4+1)环化反应,顺利构建了9个不同取代的5,5-二氰基-3-羧酸乙酯吡咯烷(3a~3i),分离收率为62%~77%,其结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。

辉铜矿催化合成双吲哚甲烷性能及反应机理

针对双吲哚甲烷合成尚存在释放有害物质、需贵金属作为催化剂等问题,研究了“辉铜矿/过氧化氢”耦合体系催化N甲基吲哚与N,N二甲基乙酰胺反应,实现双吲哚甲烷绿色合成新方法。经对铜矿种类、氧化剂类型等影响反应因素进行筛选,得到合适反应条件为:N甲基吲哚0.5 mmol、N,N二甲基乙酰胺1.0 mL、辉铜矿20 mg、30%过氧化氢1.0 mmol、反应温度140℃、反应时间4 h。在此条件下,催化剂可循环使用6次而不失活性,并得到9种3,3’二N烷基取代吲哚甲烷,产率为82%~95%。根据控制实验结果与相关文献,提出了N,N二甲基乙酰胺经单电子转移,并与N甲基吲哚进行亲电反应的机理。该方法为双吲哚甲烷类物质绿色合成提供理论基础及技术支撑。

具备亚甲基紫结构的BODIPY类自组装纳米粒子制备及其光治疗应用

光治疗主要包括光动力治疗(PDT)、光热治疗(PTT),已经发展成为当今癌症治疗的重要备选方法;光治疗的核心涉及光触发光敏剂产生高活性的单线态氧或产生热量。氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光母体由于其良好的光热和化学稳定性、易于构建功能分子等优势,已被广泛用于有机分子型或纳米型光敏剂的构建;另一方面,亚甲基紫也是一类重要荧光染料,被用于光治疗等领域。在此,将亚甲基紫与聚乙二醇(PEG)化的共轭增强型BODIPY偶联,制备有机分子BDP-2,并自组装为纳米粒子BDP-2NPs,旨在通过亚甲基紫(3RAX)和BODIPY结构,高效提升光治疗效率。实验结果表明:BDP-2NPs的平均粒径分布为118.5 nm,多分散指数为0.204,具备良好分散性质;光照时(680 nm, 1 W/cm^(2),10 min),BDP-2NPs的单线态氧量子产率为0.16,光热转化效率为30.2%,具备同步产生单线态氧和光热的能力,且该粒子具备较好的光稳定性;最后,HeLa细胞的毒性分析发现,BDP-2NPs光敏剂对癌细胞具有较低的暗毒性和显著的光毒性。因此,本文中开发的具备亚甲基紫结构的BODIPY类自组装纳米粒子BDP-2NPs,可协同触发癌细胞中PDT和PTT过程,具备潜在的抗癌应用前景。

二取代吡咯衍生物的合成与强碱性试剂DBU的促进作用研究

提出了一种使用强碱性试剂1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯,促进二取代衍生物的合成,实现提高二取代衍生物制备效率的目的。利用该方法进行实验,结果表明,未使用强碱性试剂的2,4-二取代吡咯化合物的产率为20%,使用强碱性试剂后2,4-二取代吡咯化合物的产率由20%上升到55%,且随着DBU试剂使用量的增加而增加,最终产率稳定在85%。综上,研究提出的使用强碱性试剂促进二取代吡咯衍生物合成的方法具有简单易行、高效且可控性好的特点,为进一步探索其在医药和材料科学领域的应用奠定基础。

芳基吡啶衍生物用于质子化驱动的荧光调节

报道了一种基于咔唑吡啶功能化的α-氰基二苯乙烯衍生物(CZ-CNPY/12)可发生光致发光的酸致变色现象。其中α-氰基二苯乙烯单元赋予了CZ-CNPY/12聚集诱导发光性质。由于其骨架中含有苯基吡啶,该激活发光的光电性质也可以通过质子化进行调控。加入三氟乙酸(TFA)后,在溶液中的光致发光增强了6倍,发射波长红移了110 nm。利用CZ-CNPY/12的薄膜在酸碱刺激下可逆的光学特性,制备了防伪纸。此外,酸致变色实现了多色光绘图案。

一锅法合成取代的3-碘-1-对甲苯磺酰基-1H-吲哚的反应研究

3-碘-1-对甲苯磺酰基-1H-吲哚是一类重要的合成反应中间体,在金属催化的偶联反应中应用广泛。本文以简单易得的各类吲哚为原料,在引入不同取代基的情况下,考察N-H被Ts基团保护的3-碘代吲哚的合成。具体为以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,氢氧化钾为碱,以各种基团取代的吲哚、碘与4-甲苯磺酰氯为原料一锅法制备目标产物。总计有17个含有不同取代基的3-碘-1-对甲苯磺酰基-1H-吲哚被合成,结构经1H-NMR分析确认。经一锅法合成取代的3-碘-1-对甲苯磺酰基-1H-吲哚在后处理过程中无需柱层析,简单洗涤即可得到纯度较高的目标产物,适用于工业化生产。

郁金香素A拼接双螺环恶嗪啉-氧化吲哚的合成

开发一种有效而直接的方法提高螺环氧化吲哚的结构多样性,对于进一步进行生物测试具有重要的研究意义。以靛红、脯氨酸和郁金香素A为起始原料,通过[3+2]环加成反应,N-氧化反应和分子内1,2-迁移和扩环反应,得到8个新型目标产物郁金香素A拼接恶嗪啉双螺环氧化吲哚(4a~4h),总产率为50%~62%,dr>20∶1,产物结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,化合物4g的相对构型通过单晶X-射线衍射进行了进一步确定。化合物4g属Monoclinic晶系,P 21/n空间群。反应机理表明:靛红和脯氨酸先与郁金香素A发生[3+2]环加成反应,生成环加成中间体3;中间体3中的氮原子在氧化剂间氯过氧苯甲酸的作用下发生N-氧化反应,得到不稳定的中间体3′;中间体3′再发生分子内1,2-迁移和扩环反应,得到目标产物4。结果表明:该类新型拼接衍生物4可为生物活性测试提供新化合物筛选。

新型去氢木香内酯/郁金香素A拼接螺环氧化吲哚的合成及其抗白血病活性

开发天然产物优势骨架的多样性衍生物库是天然有机化学的一个重要课题。本文以脯氨酸、靛红和去氢木香内酯/郁金香素A为起始原料,通过[3+2]环加成反应,N-氧化反应和分子内1,2-迁移导致的扩环反应,得到8个未见文献报道的新型目标产物去氢木香内酯/郁金香素A拼接螺环氧化吲哚(4a~4h),总产率43%~63%,dr值>20∶1,其结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,化合物4e的相对构型通过单晶X-射线衍射进一步进行了确定。采用MTT法研究了(4a~4h)对人白血病细胞(K562)的体外抗肿瘤活性。结果表明:去氢木香内酯拼接螺环氧化吲哚(4b,4c)和郁金香素A拼接螺环氧化吲哚(4f,4g)对K562具有一定的抑制活性。

手性菲咯啉叔胺衍生的N-氧化物的合成及其在吲哚的不对称烷基化反应中的应用

手性菲咯啉配体的多样性合成仍然是不对称催化领域重要的课题。本文以经济易得的各种取代的光学纯脯氨酰胺或羟脯氨酰胺(1)为起始原料,与菲咯啉-2-甲醛(2)发生缩合环化反应,合成了中间体3。中间体3继续在氧化剂间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)的作用下发生叔胺氮原子上的氧化反应,合成了9个未见文献报道的手性菲咯啉叔胺衍生的N-氧化物4a~4i,总产率32%~35%,dr值为8/1~>20/1。化合物4结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。此外,化合物4a~4i可用作配体参与金属催化吲哚(5)与β,γ-不饱和α-酮酯(6)的不对称Friedel-Crafts烷基化反应。其中,配体4i能够提供最好的手性环境,并得到最佳结果(81%的产率和39%的ee)。

新型双螺环[吡咯啉酮-氧化吲哚-六氢山酮素]拼接化合物的合成及其抗人白血病细胞活性

天然产物优势骨架多样性衍生物库的构建是植物化学领域的一个重要课题。本文基于新的方法学策略,以不同取代基的底物色原酮-氧化吲哚合成子(1)和3-烯-2-羰基吡咯烷(2)发生[4+2]环加成反应,合成了10个未见文献报道的双螺环[吡咯啉酮-氧化吲哚-六氢山酮素]拼接化合物(3a~3j),产率73%~85%,dr>20∶1。化合物3的结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,化合物3j的相对构型通过单晶X-射线衍射进行了确定。采用MTT法研究了化合物3对人白血病细胞(K562)的体外抗肿瘤活性。结果表明:双螺环[吡咯啉酮-氧化吲哚-六氢山酮素]拼接化合物3b,3e,3g和3i对K562具有一定的抑制活性。

新型手性联吡啶叔胺及其衍生的N-氧化物的合成

手性联吡啶配体和叔胺衍生的手性N-氧化物配体的合成是不对称催化领域研究的热点。本文以光学纯的各种取代脯氨酰胺(1)与联吡啶-6-甲醛(2)发生缩合环化反应,合成了8个未见文献报道的手性联吡啶叔胺3a~3h,收率75%~80%,dr>20∶1。化合物3在氧化剂m-CPBA(间氯过氧苯甲酸)的作用下发生氮原子上的氧化反应,合成了8个未见文献报道的手性联吡啶叔胺衍生的N-氧化物4a~4h,总产率45%~51%,dr>20∶1(4e为14/1)。化合物3和4结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,化合物3h的绝对构型(3R,7aS)通过单晶X-射线衍射进一步进行了确定。手性联吡啶和手性N-氧化物作为优势配体,其骨架类化合物3和4的合成今后可以为不对称路易斯酸催化提供新配体筛选。

铈掺杂磷酸银/卟啉复合光催化剂降解螺旋霉素的研究

通过与5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)复合,构筑了Ce-Ag_(3)PO_(4)/TCPP异质结复合催化剂,研究其对螺旋霉素(SPM)的催化降解性能。采用SEM、XRD、XPS、UV-Vis DRS和FTIR等方法表征和剖析催化剂材料的微观化学结构、化学组成及光化学性能,并进一步阐明光催化降解SPM的反应机理。Ce-Ag_(3)PO_(4)/TCPP光催化剂在可见光照射6 h对SPM的降解率为87.7%,降解速率常数是纯Ag_(3)PO_(4)的5.8倍。光电化学测量(光电流响应、电化学阻抗)、ESR测试、自由基捕获和PL光谱分析结果表明:铈离子(Ce^(3+))的掺杂,可有效增大催化剂的比表面积,减少电子-空穴对的复合;引入TCPP能加速电子转移,增强光吸收性能,从而提高光催化活性。这种掺杂复合催化剂为高效光降解SPM提供了一种简捷和高效的途径。

具有BODIPY结构的卟啉化合物自组装的纳米颗粒及其性能研究

含有BODIPY结构的卟啉化合物在光动力治疗领域有比较广泛的应用.本研究通过聚乙二醇(PEG)链和氟硼二吡咯(BODIPY)对卟啉进行修饰,增加其水溶性,设计合成两种卟啉单体(Por-PEG,Por-BODIPY),并对其进行自组装,得到两种纳米颗粒(Por-PEG NPs、Por-BODIPY NPs).通过核磁谱图和高分辨质谱确定其单体的结构.实验表明,PorBODIPY、Por-BODIPY NPs、Por-PEG NPs的结合常数都小于106,为外部键合模式,Por-PEG的结合常数大于107,与ctDNA的结合模式为插入结合模式.用DLS对Por-BODIPY-NPs和Por-PEG NPs的粒径进行测试,发现两种纳米材料平均粒径分别为117.6 nm和108.5 nm,具有良好的分散性.对Por-BODIPY、Por-PEG及其纳米颗粒进行了光动力效能的测试,用DPBF对这4种结构进行单线态氧的测试,发现都具有产生单线态氧的能力.

甲磺酸加贝酯的合成及工艺研究

甲磺酸加贝酯是一种小分子非肽类蛋白抑制剂,能够进入胰管降低胰液中酶的活性.本研究以己内酰胺为原料,在氢氧化钠的作用下水解为氨基己酸,己内酰胺与氢氧化钠比例为1∶1.2,反应时间1.5 h.然后氨基己酸与S-甲基异硫脲硫酸盐在氢氧化钠条件下先在10℃下反应30 min,然后常温反应6 h,胍基化为6-胍基己酸.6-胍基己酸制为盐酸盐后与对羟基苯甲酸乙酯在三氟甲磺酸存在的条件下,吡啶为缚酸剂,经过两步酸化形成甲磺酸加贝酯.本研究以“一锅法”为参考,不使用污染性、腐蚀性更大的氯化亚砜,改用三氟甲磺酸,通过正交设计实验,得出最适合的条件.本方法操作更为简便,反应更为绿色,符合工业生产的要求.

β-卡巴林类化合物的合成研究进展

卡巴林类化合物是一种吲哚类生物碱,其结构中含有三环吡啶并吲哚的母核,广泛存在于天然产物中。其类型主要有4种:α-卡巴林、β-卡巴林、γ-卡巴林、δ-卡巴林。其中,β-卡巴林类化合物因其具有广泛的药理活性,如:抗肿瘤、抗阿尔茨海默病等,得到了深入的研究。综述了β-卡巴林类化合物的合成研究进展,为寻找高效、便捷、反应条件温和的β-卡巴林类化合物合成方法提供了参考。

甲磺酸加贝酯衍生物的合成及其对蛋白酶活性的抑制

通过生物电子等排原理,以6-胍基己酸盐酸盐为起始原料,与含有酚羟基的不同取代苯甲酸乙酯,经过缩合和酸化反应,设计和合成了甲磺酸加贝酯及其衍生物。同时,考察了这些衍生物与胰蛋白酶相互作用,对胰蛋白酶抑制剂活性进行了初步评价,其TIA值为0.93~1.23 mg/g之间。结果表明:结构中的胍基和酯基对于抑制蛋白酶的活性至关重要,为后续的甲磺酸加贝酯类药物研究提供改造思路,奠定初步工作基础。

盐酸屈他维林中间体3,4-二乙氧基苯乙胺合成工艺的改进

盐酸屈他维林是一种应用广泛的平滑肌解痉类药物,对其工业化生产工艺的研究具有现实意义。盐酸屈他维林中间体3,4-二乙氧基苯乙胺的现有工业化路线存在一些问题,包括氰化物的使用,高温高压等危险反应。在遵循安全环保的前提下,对其传统合成路线进行改进,以廉价易得的邻苯二酚为原料,经过傅克酰基化、乙基化、Gabriel胺合成和黄鸣龙还原四步反应得到3,4-二乙氧基苯乙胺。该合成方法规避了易燃易爆物质及贵金属催化剂的使用,后处理简单,生产成本低,总收率为66.2%,在工业化生产中具有突出优势。

新型莫西沙星衍生物的合成及其抑菌活性

合成了一系列新的含有潜在多活性官能团的新型莫西沙星衍生物,对药物的筛选和制药行业具有重要的应用价值。以莫西沙星为原料,在无催化剂室温反应条件下,与3-甲酸色酮发生Michael加成,然后脱羧开环反应,获得了8个新型莫西沙星衍生物 3a ~ 3h ,产率72%~85%,其结构经 ^(1)H NMR, ^(13)C NMR和 HR-MS (ESI-TOF)表征。该类化合物在莫西沙星骨架上拼接了活性基团水杨酮烯烃,可以为生物活性筛选提供物质基础。采用抑菌圈实验研究了衍生物 3a ~ 3h 的抑菌活性,采用MBC(最低杀菌浓度)和MIC(最低抑菌浓度)实验进一步研究了衍生物 3e 的抑菌活性。结果表明:莫西沙星衍生物 3a ~ 3h 显示了很好的抑菌活性,其中衍生物 3e 的抑菌效果接近阳性对照药莫西沙星,对金黄色葡萄球菌表现出显著的抑制效果。MBC和MIC测试的实验结果 表明 :衍生物 3e 对菌株的抑制效果优于阳性对照药链霉素。