焦脱镁叶绿酸-a作为光活化农药的光活化机理研究

介绍了焦脱镁叶绿酸-a作为光活化农药的可能性,利用激光光解时间分辨吸收技术和自旋捕获EPR技术对其光活化机制进行了研究.研究发现,焦脱镁叶绿酸-a的光活化反应主要沿II型即单线态氧机制进行.另外,还就单线态氧对选定的光敏氧化靶分子(DNA,亚油酸和L-色氨酸)的作用情况进行了探索.

焦脱镁叶绿酸-a甲酯的溴化反应

以焦脱镁叶绿酸 a甲酯为起始原料 ,通过与各种溴化剂的加成和取代反应 ,在 3 位和meso 位上引进溴原子 ,分别得到单取代、三取代和四取代的溴化卟吩 ;其 3 位乙烯基与溴化氢的加成则分别生成正常溴代产物和水解产物及其酯化产物 .用四氧化锇和高碘酸钠将焦脱镁叶绿酸甲酯的 3 位乙烯基氧化成醛 ,进而与四溴化碳和三苯基磷反应 ,生成 3 位偕二溴取代焦脱镁叶绿酸衍生物 .所合成的叶绿酸溴代衍生物均经UV ,IR 。

3-位长链烷基双(单)取代焦脱镁叶绿酸-a甲酯的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯(1)为起始原料,通过E环保护和3-位乙烯基的氧化反应得到卟吩醛2,与长链烷基溴化镁的Grignard反应将3-位甲酰基转化为1-羟长链烷基,选用TPAP和N-甲基吗啉N-氧化物混合氧化剂对卟吩仲醇3的羟基进行氧化,生成3-位烷酰基焦脱镁叶绿酸-a衍生物4,再与长链烷基溴化镁进行Grignard反应,得到亲核加成产物卟吩叔醇5和还原产物3;以对甲苯磺酸催化,卟吩醇3和5在干燥苯中回流脱水,分别给出反式结构的3-位长链烷基单或者双取代的焦脱镁叶绿酸-a甲酯衍生物6和7.所合成的叶绿酸衍生物均经UV,IR,1HNMR及元素分析证明其结构.

焦脱镁叶绿酸-a甲酯20-meso-1-位的亲电取代反应

利用焦脱镁叶绿酸-a甲酯与亲电试剂发生的取代反应,在焦脱镁叶绿酸-a甲酯的20-meso-位上分别引进硝基和卤原子,得到了20-meso位取代的焦脱镁叶绿酸衍生物.所合成的新叶绿素-a衍生物均经UV,IR,1HNMR及元素分析证明其结构.另外,对叶绿素-a卟吩环上的芳香性和相应的化学反应活性也进行了讨论,提出了可能的亲电取代反应机理.

焦脱镁叶绿酸-a甲酯金属锌配合物的合成及其自组装研究

从叶绿素-a开始,经过中心镁离子的剔除和17-位尾端酯基的酯交换得到脱镁叶绿酸-a甲酯,在醋酸中回流以脱去132-位甲氧甲酰基转化为焦脱镁叶绿酸-a甲酯,继续与醋酸锌相互作用则生成焦脱镁叶绿酸-a甲酯锌.通过中心金属锌离子d轨道和卟吩E-环羰基孤对电子,锌配合物发生多种形式自组装过程,分别形成闭合式二聚卟吩、开链式二聚卟吩和其他多聚卟吩混合物.同时,讨论了锌配合物的价键结构、核磁共振和紫外可见光的光谱性质以及自组装形成过程.

激光光解研究焦脱镁叶绿酸-a作为光活化农药的可能性

利用激光光解时间分辨吸收方法,对蚕砂叶绿素中提取的焦脱镁叶绿酸-a的光化学性质进行了初步的研究。发现,该化合物在实验检测的波长范围内都有较强的吸收,且能产生较高量子产额的三重激发态。进而讨论它作为光活化农药的可能性。

13^2-氧代焦脱镁叶绿酸-a甲酯的E-环反应及其最大可见光吸收波长的变化

以132-氧代焦脱镁叶绿酸-a甲酯1为起始原料,在碱性条件下重排成红紫素-18甲酯2,继续与盐酸羟胺的酰胺化反应得到红紫素-18内酰胺3;1与邻苯二胺的缩合反应生成苯并咪唑并红紫素-18甲酯4,与重氮甲烷的Tiffeneau-Demjanov重排反应分离出维尔啶(verdins)衍生物5.对132-焦脱镁叶绿酸-a甲酯1的外接E-环反应机理进行讨论,并解释和总结了所得叶绿素类二氢卟吩的最大可见光吸收波长的变化原因及规律.

3-位苯并含氮杂环取代的焦脱镁叶绿酸-a甲酯的合成

以焦脱镁叶绿酸 a甲酯 (MPP a) ( 1)为起始原料 ,在二氯甲烷中与醋酸锌共回流得锌配合物 2 ,在四氯钯锂催化下 ,通过与苯基氯化汞的偶联反应生成 3 b 苯基焦脱镁叶绿酸 a甲酯 ( 3 ) .分别选用四氧化锇、高钌酸四丙基铵 (TPAP)和N 甲基吗啉N 氧化物将环外烯键氧化成邻二酮 ( 4 ) .在酸性条件下 ,4与邻苯二胺的缩合形成了 3 位喹喔啉取代的焦脱镁叶绿酸 a甲酯 ( 5 ) .用四氧化锇和高碘酸钠将 1的 3 位碳碳双键氧化 ,则生成焦脱镁叶绿酸 d甲酯 ( 6) .所得卟吩醛与环己二酮和萘胺进行一锅法反应 ,得到 3 位苯并吖啶取代的焦脱镁叶绿酸 a甲酯 ( 7) .所合成的新卟吩化合物均经UV ,IR 。

焦脱镁叶绿酸-a甲酯外接环的氧化和还原反应

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,对其E-环羰基进行化学修饰,通过氧化和还原反应在131-位上构建和消除碳氧单键和碳氧双键,利用空气氧化反应和重排反应将五元外接环酮扩展为六元亚酰胺结构.同时,对氧化、还原和重排反应的反应过程进行了探讨,并且提出了可能的反应机理.所合成的新叶绿素类二氢卟吩衍生物的化学结构均经IR,1HNMR及元素分析予以确定.

焦脱镁叶绿酸-a甲酯的20-meso-位氯代反应及其光谱性质

以叶绿素-a为起始原料,通过在乙酸中回流和在甲醇中甲基化,一步完成剔除金属镁离子和脱去132-位甲氧甲酰基,以49%的收率完成焦脱镁叶绿酸-a甲酯1的合成.选择过氧化氢/氯化氢或者N-氯代丁二酰亚胺(NCS)为氯化剂,对其20-meso-位进行氯代,分别以72%和82%的产率得到20-氯焦脱镁叶绿酸-a甲酯2.对氯代反应的反应机理进行讨论的同时,对氯代前后叶绿素类二氢卟吩的紫外-可见光谱和核磁共振光谱进行表征、归属和比对,解释和总结了导致变化的相应原因和机理.

(Z)-焦脱镁叶绿酸-a甲酯-(E)-环酮肟的化学反应及其衍生物的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料并转化成(E/Z)-焦脱镁叶绿酸-131-酮肟,经历与NCS的亲电取代、硝酸铊或四氧化锇的氧化以及与重氮甲烷的1,3-偶极环加成等不同化学反应,生成了一系列二氢卟吩化合物。新合成的叶绿素衍生物的化学结构均经紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱和元素分析予以确认。

3-烷（酰基）取代-13^1-去氧焦脱镁叶绿酸-a甲酯的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,通过硼氢化钠对其E-环羰基实施还原而得到131-去氧焦脱镁叶绿酸-a甲酯,再选用四氧化锇对3-位乙烯基进行氧化,生成的131-去氧焦脱镁叶绿酸-d甲酯,再利用3-位甲酰基与正丁基基溴化镁或者环戊基溴化镁的格氏反应得到3-烷羟基卟吩.最后经氧化或者脱水反应,分别得到3-丁酰基和3-环戊亚甲基取代的131-去氧焦脱镁叶绿酸衍生物.所合成的新化合物均经UV,IR,1H NMR及元素分析证明其结构.

焦脱镁叶绿酸-a光敏助氧化生物学效应研究

通过对焦脱镁叶绿酸-a紫外可见吸收、化学发光以及电子自旋共振(ESR)等特性的研究,证实焦脱镁叶绿酸-a具有良好的光敏助氧化作用,其光敏化作用沿Ⅱ型机制进行.通过光照条件下焦脱镁叶绿酸-a对Tn-5B1-4细胞存活率的测定和饲毒法对鳞翅目害虫的胃毒作用研究发现:焦脱镁叶绿酸-a在浓度为10μmol·L-1处理48 h光照30 min时细胞存活率仅为6.29%;用焦脱镁叶绿酸-a处理48 h并经紫外灯和可见光照1 h后,小菜蛾(Plutella xylostellaL.)3龄幼虫的死亡率各为60%和100%,明显高于对照组,证明焦脱镁叶绿酸-a对Tn-5B1-4细胞和鳞翅目害虫的生长有严重影响.说明焦脱镁叶绿酸-a具有极好的光敏助氧化生物活性.

(焦)脱镁叶绿酸-a甲酯的N^(21)-N^(23)轴向化学结构修饰及其对可见光吸收的影响

以脱镁叶绿酸 a甲酯和焦脱镁叶绿酸 a甲酯为起始原料 ,通过 3 位乙烯基和 13 1 位环上羰基的化学反应 ,改变二氢卟吩母环上N2 1 N2 3 轴向的化学结构 ,完成了 (焦 )脱镁叶绿酸 a甲酯衍生物 2～ 15的合成 ,并对其可见光谱的变化进行了讨论 .所合成的新叶绿酸衍生物均经UV ,IR 。

焦脱镁叶绿酸-a甲酯介导的光动力疗法诱导人骨肉瘤MG63细胞凋亡的研究

目的探讨焦脱镁叶绿酸-a甲酯(pyropheophorbide-a methyl ester,MPPa)介导的光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)对人骨肉瘤MG63细胞凋亡的影响及其作用机制。方法取对数生长期人骨肉瘤MG63细胞分为4组,分别为空白对照组(对照组)、单纯MPPa药物组(MPPa组)、单纯光照组(LED组)以及MPPa-PDT实验组(MPPa-PDT组)。MPPa-PDT组和MPPa组于避光条件下加入MPPa(0.75μmol/L),对照组及LED组加入等量完全培养基;避光孵育20 h后,LED组及MPPa-PDT组细胞接受集成LED特种光源照射120 s(剂量为4.8 J/cm2)。光照结束后,于避光条件下继续培养,倒置相差显微镜观察细胞形态变化,透射电镜观察内质网形态变化,Hoechst33258染色观察细胞凋亡,流式细胞术检测细胞凋亡率及细胞内钙离子水平,Western blot检测p-PERK、内质网源性转录因子(C/EBP homologous protein,CHOP)、活化半胱氨酸蛋白酶12(cleavedCaspase-12)表达水平。结果 MPPa-PDT组倒置相差显微镜下见细胞明显回缩变圆;Hoechst33258染色示细胞核固缩、碎裂等典型凋亡形态学改变;流式细胞术检测细胞凋亡率为48.76%±3.54%,明显高于对照组5.04%±0.41%、MPPa组5.33%±0.38%及LED组6.48%±0.46%(P<0.05);细胞内钙离子水平为485.29±58.77,显著高于对照组(97.24±4.77)、MPPa组(97.95±6.30)、LED组(101.17±5.26)(P<0.05);透射电镜下见细胞内质网明显肿胀;Western blot检测示p-PERK、CHOP、cleaved-Caspase-12相对表达量分别于培养1、3、6 h后明显高于其他3组(P<0.05)。对照组、MPPa组及LED组细胞无显著凋亡形态改变和内质网形态改变,上述检测指标组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 MPPa-PDT可诱导人骨肉瘤MG63细胞发生凋亡,且内质网应激通路参与了MPPa-PDT诱导细胞凋亡的过程。

氢氧化锂存在下(焦)脱镁叶绿酸-a甲酯的空气重排反应

在氢氧化锂存在下,脱镁叶绿酸-a甲酯(1a)发生空气氧化和重排反应,经盐酸酸化和重氮甲烷甲基化,得到由紫红素-7三甲酯(2)、紫红素-18甲酯(3)、卟吩-p6三甲酯(4)、地质卟啉衍生物(5)和3-环氧乙基-3-去乙烯基紫红素-18甲酯(6)所组成的混合物.用相同的方法处理焦脱镁叶绿酸-a甲酯(1b),则分离出132-氧代焦脱镁叶绿酸-a甲酯(7)、15-甲酰基紫红素-5二甲酯(8)、紫红素-18甲酯(3)和3-环氧乙基-3-去乙烯基紫红素-18甲酯(6).所得新叶绿素衍生物5,6和8的化学结构均经UV,IR,1HNMR及元素分析得以证实,并对相应的反应提出可能的反应机理.

焦脱镁叶绿酸-a的苯腙和氨基酸席夫碱的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为原料,通过E-环羰基分别与苯肼和氨基酸反应合成了焦脱镁叶绿酸-a甲酯苯腙和焦脱镁叶绿酸-a氨基酸席夫碱.苯腙的最大吸收波长显著红移.席夫碱最大吸收波长稍有蓝移,而其水溶性明显增大.所有新化合物的结构经1H NMR,MS或元素分析所证实.

13^2-氧代焦脱镁叶绿酸的E-环修饰及其二氢卟吩类衍生物的合成

以132-氧代焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,碱性条件下的空气氧化和重排反应定量地将其转化成红紫素-18甲酯;在三氟化硼催化下,与苯乙酮的羟醛缩合反应分别给出131-苯甲酰亚甲基取代的二氢卟吩酮和绿卟啉酮;E-环二酮与丙二腈的Knoevenagel反应、与氨基硫脲的缩合反应和与重氮甲烷的重排反应以及与苄基氯化镁的Grignard反应生成一系列具有长波吸收的叶绿素类二氢卟吩衍生物.首次报道的具有叶绿素基本碳架的二氢卟吩衍生物的化学结构均经UV,IR,1H NMR及元素分析得以证实.

二氢卟吩醛的格氏反应及其3-位苯基取代叶绿素衍生物的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料得到3-甲酰基焦脱镁叶绿酸-a甲酯(4),与苄基溴化镁进行Grignard反应将其3-位甲酰基转化为1-羟苄基.选用高钌酸四丙基铵(TPAP)和N-甲基吗啉N-氧化物混合氧化剂实施氧化而生成3-位苯乙酰基焦脱镁叶绿酸衍生物(6).再与苄基溴化镁进行Grignard反应,分别得到二氢卟吩叔醇(7)和二氢卟吩仲醇(5);在干燥苯中酸催化对化合物7实施脱水,给出cis-结构的3-位双苯基取代的焦脱镁叶绿酸-a甲酯衍生物(8),采用相同的格氏和脱保护反应,分离出二苯基取代二氢卟吩酮醇(9).所合成的3-位苯基取代的新叶绿素类二氢卟吩衍生物的化学结构均经UV,1H NMR及元素分析予以证明.

叶绿素-α衍生物的芳香性及其Vilsmeier反应

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,通过3-位乙烯基的四氧化俄氧化和高碘酸钠裂解得到焦脱镁叶绿酸-d甲酯-d,再与戊基溴化镁的格氏反应生成卟吩醇.将其转化为卟吩镍配合物后,与3-N,N-二甲氨基丙稀醛和三氯氧磷进行Vilsmeier反应,得到具有甲酰乙烯基取代的叶绿素衍生物.研讨了焦脱镁叶绿酸-a甲酯的芳香性及其亲电取代反应机理,通过1H NMR、UV-Vis、IR以及元素分析确定了新化合物的化学结构.