N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物的合成及生物活性

为得到潜在的新型抑菌剂和抗肿瘤药物,笔者以异海松酸为原料,先与草酰氯反应制备得到异海松酰氯,后与硫氰化钾反应生成异海松酰基异硫氰酸酯,在此基础上与不同杂环取代胺反应,设计并合成了10个新型N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物4a~4j,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振(1H NMR)、碳核磁共振(13C NMR)和质谱(MS)等手段确定了目标化合物的结构,研究了N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物的抑菌及抗肿瘤活性。研究结果表明,大部分N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物对金黄色葡萄球菌都具有良好的抑菌活性,其中化合物4b、4c、4d、4e和4f对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度达到0.98μg/mL,优于对照物青霉素钠,其中化合物4h的最低抑菌质量浓度也达到15.60μg/mL;化合物4i和4j的最低抑菌质量浓度为31.30μg/mL,大部分衍生物对樟子松枯梢病菌和无壳异担子菌无明显的抑菌活性。在浓度为100μmol/L时,部分N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物具有较好的抗肿瘤活性,化合物4f和4g对肝癌细胞的体外抑制率分别为68.59%和82.30%,化合物4g对宫颈癌细胞、前列腺癌细胞和乳腺癌细胞的体外抑制率分别为80.74%、71.21%和62.14%。

相转移催化法合成松香树脂酸烯丙酯工艺

在相转移催化剂作用下进行了松香树脂酸钠和氯丙烯合成树脂酸烯丙酯的反应研究,考察了反应温度、反应时间、催化剂种类、催化剂用量、溶剂用量以及物料配比等因素对合成反应的影响。结果表明,优化的反应条件是:树脂酸钠与氯丙烯的摩尔比为1∶2.5,催化剂十六烷基三甲基溴化铵用量为树脂酸钠质量的3%,反应温度45℃,反应时间7h,产品收率为90.2%,经GC分析纯度为98.92%,结构通过IR、GC-MS确证。

树脂酸烯丙酯UV光固化反应性能研究

研究了树脂酸烯丙酯作为单体进行UV光固化反应的影响因素及其固化产物性能。采用红外光谱法对双键转化率进行了表征和分析,并对固化膜性能进行测试。结果表明,双键转化率随光照时间的增加而增加,随引发剂含量增加先上升后下降;固化过程中,表干时间随引发剂用量、光照强度的增加及光照距离的减小而变短,即相对固化速率增加;在较佳条件UV光照距离4.5 cm、光照强度100%下,以8%米氏酮(商品名MK)为引发剂、光照时间250 s时乙烯基双键转化率为97.9%,以5%2羟-基-2-甲基苯丙酮(商品名Darocure 1173)为引发剂、光照时间300 s时乙烯基双键转化率达97.6%;固化膜具有很好的柔韧性、耐冲击强度及附着力,具有较好的硬度及耐酸、耐碱、耐盐、耐水性。

多官能度松香聚合单体的微波辅助合成与UV光固化性能

松香的菲环骨架结构能够赋予聚合材料优良的热稳性和柔韧性,将松香中特定树脂酸结构直接合成高纯度聚合单体是解决这一问题的有效途径。在前期研究基础上,文中进一步开发了具有三官能度的马来海松酸三烯丙酯聚合单体,首先将松香树脂酸进行Diels-Alder反应得到马来海松酸酐,并经过中和反应得到马来海松酸钠。在微波辅助下,马来海松酸钠与烯丙基氯在相转移催化剂作用下制备得到GC纯度为96.1%的聚合单体——马来海松酸三烯丙酯。反应产物的结构通过红外光谱、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振、元素分析等技术表征。UV固化反应的结果表明,具有3种活性官能团的马来海松酸聚合单体有很强的聚合活性,所得聚合物具有较好的热稳定性,分解温度达到300℃,玻璃化转变温度为49.57℃。

N-杂环异海松酰基磺酰胺的制备及其抗肿瘤活性

为了寻求以天然资源为原料的抗肿瘤药物,以异海松酸为原料,设计并合成了6个N-[4-(异海松酰胺基)苯基]-杂环磺酰胺类化合物(Ⅴa~Ⅴf),采用FTIR、^(1)HNMR、^(13)CNMR和MS对其结构进行了表征。生物活性测试结果表明,部分化合物对人体宫颈癌细胞(Hela)、乳腺癌细胞(MDA-MB-231)、前列腺癌细胞(PC-3)和肝癌细胞(Hep G-2)具有良好的抑制活性。在浓度为100μmol/L时,N-[4-(异海松酰胺基)苯基]-2-氯-5-吡啶磺酰胺(Ⅴd)和N-[4-(异海松酰胺基)苯基]-3-溴-2-氯吡啶-5-磺酰胺(Ⅴe)对4种人体肿瘤细胞都具有良好的抑制活性,对上述人体肿瘤细胞的增殖抑制率均大于95%和94%;N-[4-(异海松酰胺基)苯基]-3-氯喹啉磺酰胺(Ⅴc)对上述肿瘤细胞的增殖具有较好的抑制活性。化合物Ⅴd和Ⅴe对4种肿瘤细胞的半抑制浓度(IC50)均低于临床上应用较广的抗癌剂5-氟尿嘧啶(5-FU),其抑制活性优于阳性对照,且对人体正常细胞——人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的毒性低于对肿瘤细胞的毒性,有一定的临床应用前景。

异海松酰基噻吩类磺酰胺的制备及其抗肿瘤活性研究

以异海松酸为原料,酰氯化制得异海松酸酰氯,然后异海松酸酰氯再与对苯二胺连接的噻吩类磺酰胺发生胺解反应,合成得到4个未见报道的异海松酰基噻吩类磺酰胺:异海松酰基-4-溴-2,5-二氯噻吩-3-磺酰胺(5a)、异海松酰基-5-溴噻吩-2-磺酰胺(5b)、异海松酰基-5-氯-4-硝基噻吩-2-磺酰胺(5c)、异海松酰基-噻吩-2-磺酰胺(5d)。对合成的化合物的结构用FT-IR、1 H NMR、13 C NMR和ESI-MS进行确证,并采用噻唑蓝(MTT)法测定了目标化合物对4种肿瘤细胞的抑制活性。研究结果表明:浓度100μmol/L时,化合物5b对Hela、MDA-MB-231及Hep G2的肿瘤细胞增殖抑制率均超过90%,其抑制率分别为91.36%、94.06%和92.26%,而对PC-3的肿瘤细胞抑制率为86.93%,也接近90%,说明化合物5b具有良好的抗肿瘤活性。通过IC 50值的测定进一步得出化合物5b的抑制效果优于阳性对照物临床上应用较广的抗癌剂5-氟尿嘧啶(5-FU)。

二元端乙烯基型松香衍生物的微波辅助制备及表征

以丙烯酸改性松香酸钠和氯丙烯为原料,十六烷基三甲基溴化铵为催化剂,对苯二酚为阻聚剂(用量为丙烯酸改性松香钠质量的0.2%),N,N-二甲基甲酰胺为溶剂(用量为丙烯酸改性松香钠质量的3倍),在微波辅助条件下,探讨了工艺条件对二元端乙烯基型松香衍生物丙烯酸改性松香烯丙酯得率的影响,确定了最佳工艺条件为:微波功率400 W,反应时间100 min,催化剂用量4%,物料配比n(氯丙烯)∶n(丙烯酸改性松香钠)2∶1,反应温度50℃,在此条件下产物得率高达92.2%。采用GC、GC-MS和FT-IR等技术表征了反应产物的结构,结果表明合成产物结构与目标产物结构一致。

马来海松酸三烯丙酯的制备与表征

【目的】通过Diels-Alder反应将马来酸酐引入松香结构单元,在微波辅助条件下在马来海松酸分子结构中引入含有3个活性碳碳双键的马来海松酸三烯丙酯,为我国松香基精细化学品的精深加工提供一条新路径。【方法】分别以水和乙醇为溶剂,通过中和反应制备马来海松酸钠盐,在微波辅助条件下,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,以马来海松酸钠与氯丙烯为原料,通过相转移催化法制备马来海松酸三烯丙酯。基于FT-IR、GC及MS等手段对产物结构进行表征。【结果】确定优化反应条件为:微波功率400 W,反应温度55℃,反应时间4 h,氯丙烯与马来海松酸钠物质的量之比为3,催化剂用量5%,在此条件下产物的收率为93.2%。从色谱分析结果可以看出,反应进行比较彻底,原料峰已完全消失,而且生成的产物纯度较高,优化条件下所得产物GC含量为96.1%。红外光谱表征中红外特征吸收峰的消失和生成说明马来海松酸三烯丙酯3个羧基均发生了酯化反应,且反应较为彻底。质谱分析确认了以乙醇为溶剂制备的钠盐为原料所得的马来海松酸三烯丙酯的副产物经甲酯化后主要有马来松香酸酐单烯丙酯及马来松香酸二烯丙酯,以水为溶剂制备的钠盐为原料所得产物主要为马来海松酸三烯丙酯,副产物只有马来海松酸酐单烯丙酯。质谱分析中m/z 538为马来海松酸三烯丙酯的分子离子峰,m/z 481的碎片峰为[M-OCH_2CHCH_2]^+是脱去1分子酯基部分生成的峰,m/z 439的碎片峰为脱去酯基后形成的稳定的马来海松酸酐结构,质谱碎片峰m/z 342为马来海松酸三烯丙烯酯的质谱分裂逆Diels-Alder反应,碎片离子197的基峰是稳定的三环菲骨架结构。制备的马来海松酸三烯丙酯为白色黏稠液体,其酸值为2.5 mg·g^(-1),密度为1.109 7×10~3 kg·cm^(-3),黏度为8.5×10~3mPa·s。【结论】开发了具有3个活性双键的马来海松酸三烯丙酯聚合单体,以水为溶剂制备的钠盐为原料所得马来海松酸三烯丙酯的纯度较高。

异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究

以异海松酸为原料,采用先酰氯化后与水合肼反应的方法,制备得到异海松酸酰肼,然后再与不同取代基的糠醛发生反应,制备得到5种异海松酸糠醛类酰腙化合物:异海松酸基(糠醛)酰腙(4a)、异海松酸基(5-甲基糠醛)酰腙(4b)、异海松酸基(5-羟甲基糠醛)酰腙(4c)、异海松酸基(5-溴-2-糠醛)酰腙(4d)和异海松酸基(5-(4-溴苯基)糠醛)酰腙(4e),并采用FT-IR、1 H NMR、13 C NMR和MS对产物结构进行了确证。生物活性测定结果表明:目标化合物对肺炎链球菌、肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌这5种菌种均具有一定的抑制活性,其中4a对肺炎克雷伯氏菌具有很好的抑菌活性,最低抑菌浓度为1.95 mg/L,化合物4c对肺炎链球菌具有非常好的抑菌活性,最低抑菌浓度仅为0.98 mg/L。当异海松酸糠醛类酰腙化合物的浓度为100μmol/L时,化合物4d对人体肝癌(Hep G2)、乳腺癌(MDA-MB-231)、前列腺癌(PC-3)和宫颈癌(Hela)这4种人体肿瘤细胞均具有较高的抑制率,其抑制率分别为75.17%、82.33%、78.52%和80.97%;化合物4e对人体肝癌(Hep G2)的抑制率高达93.68%,说明其对人体肝癌细胞具有很强的抑制活性。

枞酸烯丙酯的制备、表征及UV固化性能研究

以枞酸为原料先制备得到枞酸钠水溶液,后在此反应液中加入一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为催化剂和对苯二酚为阻聚剂,在微波辅助的条件下边搅拌边滴加氯丙烯,微波功率400 W,反应温度50℃,反应时间30 min,氯丙烯与枞酸钠物质的量之比2.5∶1,催化剂用量为原料质量的4%,在此条件下得到的枞酸烯丙酯得率为94.4%。采用GC、GC-MS、FTIR、~1H NMR、^(13)C NMR和元素分析对产物结构进行了表征,所得枞酸烯丙酯GC纯度为89.5%。经过分析,证明产物的结构和目标合成物结构一致。紫外光(UV)固化反应的结果表明,枞酸烯丙酯作为聚合单体有较强的聚合活性,所得聚合物热稳定性较好,初始热分解温度和玻璃化转变温度分别为218℃和22.32℃。枞酸烯丙酯UV固化产物的数均相对分子质量为4 176,数均聚合度约为12。

烯丙基酯合成方法在萜类化合物中的应用研究进展

作为重要聚合物单体或反应性中间体使用的烯丙基酯类化合物,其合成方法主要包括醇酸脱水直接酯化法、酰氯化醇解酯化法、酯(盐)酯交换酯化法、羧酸盐烯丙基卤化物交换酯化法(无机碱催化和有机胺/季铵盐相转移催化)等。以马来松香烯丙醇酯、松香烯丙醇酯、脱氢枞酸烯丙醇酯、蒎酸二烯丙基酯等的合成作为应用实例,综述了烯丙基酯合成方法在萜类化合物中的研究及应用进展,指出相转移催化法是合成萜类烯丙基酯化合物的有效方法之一。

γ位加成丙烯海松酸的制备及表征

在微波辅助条件下以树脂酸和丙烯酸为原料,经Diels-Alder加成反应制备得到丙烯酸改性松香。以气相色谱(GC)跟踪不同反应条件下丙烯酸改性松香主要成分丙烯海松酸(APA)的GC含量,得出APA的GC含量最高的条件为:10 g树脂酸,反应温度230℃,微波功率400 W,反应时间90 min,n(丙烯酸)∶n(树脂酸)2∶1,在此条件下,APA的GC含量为78.4%,枞酸型树脂酸转化为APA的转化率达98.6%。将丙烯酸改性松香通过控制p H值和过柱子进行提纯,制备得到GC纯度为95.7%的γ位加成丙烯海松酸,并对产物结构进行GC、GC-MS、FT-IR、1H NMR和13C NMR的表征,采用二维核磁解析确证了产物结构的正确性;DSC结果表明产物具有玻璃化转变温度,为79.78℃;TG分析表明产物的热失重温度为335.9℃,具有较好的耐热性。

微波辐射下丙烯海松酸烯丙酯的合成、表征及UV固化反应

松香树脂酸经过结构修饰,得到具有两个烯丙基团的高纯度聚合单体,可以在聚合过程中为高分子产品引入刚性菲环结构。以丙烯海松酸钠和氯丙烯为原料(物质的量之比为1∶2),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,同时加入5%的十六烷基三甲基溴化铵为催化剂,0.2%的对苯二酚为阻聚剂,在微波功率400 W、反应时间2.5 h、反应温度50℃条件下发生反应,制备得到丙烯海松酸烯丙酯(AA),产品为黄色黏状液体,产物收率为72.9%。对产物结构进行表征,红外光谱分析表明AA上引入的CC特征吸收峰出现在1686 cm-1和1648 cm-1处,气相色谱鉴定纯化后AA的GC含量为98.6%,气质联用和核磁共振进一步验证了产物结构的正确性。以AA为单体对其UV固化反应进行了研究,红外光谱分析表明聚合单体是打开双键的自由基聚合反应,UV固化反应的表干时间随引发剂添加量的增加、光照距离的缩短以及光照强度的增大而缩短,TG和DSC分析结果表明AA的UV固化产物具有较好的热稳定性,初始热分解温度为292.9℃,玻璃化转变起始温度为49.6℃。

枞酸烯丙酯与异海松酸烯丙酯光固化反应的比较研究

研究了枞酸烯丙酯(AA)和异海松酸烯丙酯(AI)发生UV光固化反应的区别。采用红外光谱法表征双键转化率,两者均随引发剂用量的增加先变大后减小;均随光照时间的增加呈先增大后趋于平缓的趋势,但200 s前,AA的UV固化产物双键转化率高;同等光照强度条件下AA的双键转化率高于AI。在同等固化条件下AA的表干时间比AI短,对应的相对固化速率快。以2-羟基-2-甲基苯丙酮(Darocure-1173)为光引发剂,用量为原料质量的6%,光照时间200 s,光照距离4.5 cm,光照强度100%,在此条件下,AA和AI固化产物的数均相对分子质量分别为4 176和9 407,数均聚合度分别为12和28,两者的UV固化产物均有光滑透明的外观,均具有较好的附着力、耐冲击强度及柔韧性,均通过了耐酸、耐碱、耐盐及耐水性测定,AA和AI的硬度分别为H和HB。

异海松酸UV固化反应条件研究

研究了异海松酸为单体进行紫外光固化反应的影响因素,采用红外光谱法对双键转化率进行了表征和分析。采用凝胶色谱分析(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)等手段对固化膜的性能进行了表征。结果表明:固化过程中双键转化率随光照时间的增加而增加,随引发剂添加量增加先上升后下降;相对固化速率随引发剂用量、光照强度的增加及光照距离的减小而增加。

反应精馏催化改性生物质热解油

以生物热解油和乙醇为原料,在固体酸催化作用下,首次采用氧化预处理和反应精馏的方法对生物质热解油进行了催化改性。对SO_4^(2-)/M_xO_y系列的固体酸的催化性能进行了考察,其中SO_4^(2-)/ZrO_2具有较高的活性。改性所得两种改性油与原料油相比在各方面性能上有较大的提升,经过GC和FT-IR分析,轻油主要成分是原料油中的轻组分所转化的酯类化合物,重油主要是原料油中不溶于水且沸点较高的成分。两种改性油都具有较高的储存稳定性,在平均温度20℃以上的环境下不避光储存3个月各项性能没有发生较大变化。

介孔分子筛反应精馏催化改性生物质裂解油

采用反应精馏的方法,以含锆介孔分子筛(SO42-/Zr-MCM-41)为酸性催化剂,对生物质热解油进行了催化改性。通过XRD、N2吸附脱附及FT-IR表征了介孔分子筛的孔结构和表面基团。对生物油改性的较佳反应条件进行了考察,较佳的催化剂用量为生物油质量的4%,生物油、乙醇及过氧化氢水溶液(30%)的质量比为1∶0.5∶0.4,回流比1∶6。在上述条件下,轻油收率21.4%(以生物油计)。改性所得两种改性油与原料油相比,含水量由33%分别降至0.5%和5.0%,黏度由18.5mm2/s分别降至0.46mm2/s和3.65mm2/s(30℃),pH值由2.82分别提升至7.06和5.35,热值由14.3MJ/kg分别提升至21.5MJ/kg和24.5MJ/kg。经过GPC、FT-IR和1H NMR分析,轻油主要成分是原料油中的轻组分所转化的酯类化合物,重油主要是原料油中难挥发的成分。

甘油三酯裂解制备可再生液体燃料油研究

以碳酸钠为碱性催化剂,采用TG、DTG、DSC分析确定大豆油为原料的裂解特性。通过对四种典型裂解产物的跟踪测定,确证碱性催化剂能够改变大豆油裂解时的反应历程。分析结果表明,裂解温度在400℃~500℃,热解方式为快速热解。采用自行研制的小型滴流床反应器催化裂解大豆油。比较了不同催化剂的催化裂解性能,发现碱性催化剂具有较高的脱羧能力。在较佳催化裂解工艺条件下,所得燃料油酸值较低（30 mg KOH/g）。通过FT-IR、GC-MS以及燃料性能的分析,其组分和成分与0号柴油相似,热值43 M J/kg,黏度2.6 mm2/s,密度0.84 g/cm3。

松香基超支化聚酯的合成及性能研究

以马来海松酸(MPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、丙三醇共聚合成了松香基超支化聚酯(HBP),在醇酸物质的量之比3∶1的条件下,探讨了反应温度、物料配比、催化剂对反应的影响;用甲基丙烯酸对HBP进行改性得到UV固化端乙烯基松香基超支化聚酯(VHBP),采用FT-IR、GPC、DSC、TG对HBP及VHBP进行分析表征。结果表明:当甘油与三羟甲基丙烷物质的量之比为1∶1,反应温度220℃,催化剂用量为0.2%时,多分散系数(PDI)较小,为最佳反应条件。FT-IR分析表明HBP中含有大量酯基和羟基,反应得到超支化聚酯,数均分子质量(Mn)为2 308,热失重为50%时温度为402℃,玻璃化转变温度(Tg)为42.9℃,特性黏度为2.11 m L/g。FT-IR分析表明VHBP中出现乙烯基特征峰,热失重为50%时温度为379℃,Tg为-31.78℃,特性黏度为1.1 m L/g。并且,超支化聚酯改性前后均具有较好的溶解性能。对VHBP紫外光固化膜性能分析表明:固化膜具有较好的柔韧性、耐水性、耐醇性和耐碱性,耐冲击性>50 kg/cm,附着力为1级,铅笔硬度为3H,凝胶率85%。

异海松酸基酰腙化合物的合成及抗癌活性

以异海松酸(IPA)为原料,通过羧基酰氯化、肼解和缩合3步反应,合成了5种异海松酸基酰腙化合物(Ⅲa~Ⅲe)。目标化合物的结构通过IR、~1HNMR、^(13)CNMR和MS分析得到确证,并通过MTT法测试目标产物对小鼠HepG2癌细胞的抑制活性。结果表明,5种化合物对小鼠HepG2癌细胞均表现出抑制活性,其中,化合物Ⅲa和Ⅲc在浓度为100μmol/L时对小鼠HepG2癌细胞表现出显著的抑制活性,抑制率分别为75.42%和70.50%。