高校应用化学研究生产学研协同创新培养模式探究

我国科技进步需要高层次人才,研究生层次人才培养是关系国家科技进步的关键。针对于传统的研究生人才培养模式——仅在高校或研究所实验室开展科研工作,而没有到企业或公司参加生产实践,其研究成果难于推广到企业实际生产应用。对此,提出了新型的产学研联合培养研究生新模式。该模式能够有效地解决企业的技术需求与高校创新人才培养的关键问题,成效显著,成功率较高,能有效地解决在校研究生的理论学习与企业生产实践脱节的关键问题。建立的创新培养模式对于我国高校研究生人才培养提供一个行之有效的途径,以促进高校研究生人才培养从学术型向应用型模式的转变。

唑类超分子药物研究与应用

基于非共价键力的超分子化学发展非常迅猛,在化学、物理、材料科学、信息科学以及医药等领域显示出广泛的应用前景和巨大的开发价值.唑类化合物如咪唑、噻唑、噁唑、吡唑、三唑、四唑和咔唑等具有特殊的含氮芳杂环结构,可通过非共价键力与无机物和/或有机物形成络合物超分子,表现出广泛的生物活性.近些年来,唑类超分子在医药领域发展迅速,已成为研究热点领域之一.结合本课题组相关研究工作,参考国内外近五年文献,系统地综述了唑类超分子作为药物在抗癌、抗细菌、抗真菌、杀虫、抗糖尿病、降血压、消炎等方面的研究与应用,并展望了其未来可能的发展趋势.

5-芳亚甲基噻唑烷-2,4-二酮衍生物的设计合成及抗糖尿病活性研究

以本研究室发现的高活性噻唑烷-2,4-二酮类(TZDs)化合物为先导物,对其TZD母核的3位氨基修饰,设计并合成了目标分子TM1和TM2;利用生物电子等排和拼合原理,设计并合成了含绕丹宁结构单元的目标分子TM3~TM6;将含酚羟基的目标分子与Linker和咔唑连接,设计并合成了与传统TZDs结构类似的目标分子TM7。体外过氧化物酶体增殖物激活受体反应元件(PPRE)激动活性、α-葡萄糖苷酶抑制活性与蛋白质酪氨酸磷酸酶-1B(PTP-1B)抑制活性测定结果显示,多数目标化合物的活性均较弱,但化合物TM2-6、TM7b-2和TM7b-4的PTP-1B抑制活性很好,其中TM2-6抑制活性高达96.71%、IC50低至1.48 mg·L^(-1),优于阳性对照物。构效关系表明,TZD环改变,PPAR激动活性变弱。毒性预测显示,高活性化合物几乎无毒性。这些结果对新型抗糖尿病药物的研制具有一定的借鉴意义。

对氨基水杨酸衍生物的合成及其抗结核活性的研究进展

对氨基水杨酸是著名的多官能团抗结核的治疗药物。对氨基水杨酸的衍生化既着眼于氨基、羧基及羟基的衍生,同时也进行了苯环上的取代。文中综述了对氨基水杨酸衍生物的合成及其抗结核活性的研究进展。

4-氨基-2-氯苯磺酰胺的合成

以间氯苯胺为原料,通过乙酰化、氯磺化、磺酰胺化及碱性水解四步反应,位置选择性地合成了4-氨基-2-氯苯磺酰胺,所得中间体和目标分子的结构经熔点及1 H NMR确定,某些分子的结构经13 C NMR,HRMS进一步验证.添加二氯亚砜既提高了氯磺化反应的收率,也促成了固体产品的生成;放大合成每步反应收率中等(高于60%)至优良(高于90%),后处理方法简单,可以大批量合成,是可行的工业生产方法.

乙烯对α-淀粉酶活力、动力学和微环境的影响

用乙烯利释放出乙烯,研究其对α-淀粉酶活力、动力学及微环境的影响。结果表明:与对照组比较,低浓度乙烯提高α-淀粉酶活力,而高浓度乙烯抑制α-淀粉酶活力;乙烯对α-淀粉酶的最适pH值(pH 6.0)几乎没有影响,但对其最适温度改变,向高温方向偏移5℃。用高浓度和低浓度的乙烯处理α-淀粉酶,探讨乙烯对α-淀粉酶的反应机理,其水解动力学符合一级动力学方程(Michaelis-Menten),其对应的双倒数曲线(Lineweaver-Burk)拟合度较好。紫外、荧光光谱分析表明:随着乙烯浓度增加,α-淀粉酶紫外吸光度和荧光发射强度明显增强。与对照组相比,紫外吸收光谱在波长229 nm红移1 nm。α-淀粉酶溶液的黏度随着乙烯浓度的增加而下降,导致酶的微环境改变。目前,乙烯利已广泛应用于各种蔬菜、水果,本研究对乙烯的食品安全有非常重要的意义。

苝类化合物研究与应用

苝类化合物具有大的共轭体系,易于进行结构修饰,可引入各种功能性基团,这种奇特结构赋予了苝类化合物优良的理化性质和特殊功能,在材料科学、超分子化学、生物、药学、医学等领域具有宽广的应用潜力,尤其在苝类有机光电材料已得到广泛的研究,取得了许多重要成就。尤其是近来越来越多的研究致力于开发苝类化合物其它可能的应用,已延伸到诸多领域,特别是相关生物医药的应用研究已成为近几年来异常活跃的新兴研究领域,引起广泛关注,进展迅速。本文结合课题组的研究工作,参考国内外近五年文献,首次系统地综述了苝类化合物在有机光电材料、纳米材料、生物医药光敏剂、生物荧光标记和成像、药物载体、人工诊断剂、人工离子受体和荧光分子探针等材料、生物、医药领域应用研究新进展。文中注重强化了化合物结构对苝类化合物性质和应用的影响。对未来苝类化合物研究与应用的发展趋势作了展望。

喹唑酮咪唑类化合物的设计、合成及其抗菌活性与靶向DNA研究

多药耐药菌的频繁出现已日益严重威胁人类健康,开发结构新型的抗菌药物已成为全世界战胜耐药菌的重要课题.本文设计合成了一系列具有抗微生物潜力的酰腙桥链的喹唑酮咪唑类新化合物,其结构经核磁共振氢谱(~1H NMR)、核磁共振碳谱(^(13)C NMR)和高分辨质谱(HRMS)进行表征.生物活性研究发现,一些目标化合物具有较好的抗微生物活性,特别是十八烷基衍生物6h和4-氟苄基取代的化合物7i,抗痢疾杆菌和大肠杆菌DH52的活性是氯霉素的2.5~3.3倍,抗黄曲霉菌活性是临床药物氟康唑的28和8.4倍.用紫外-可见光谱法进行了高活性化合物7i靶向DNA的初步研究,发现咪唑衍生物7i可嵌入小牛胸腺DNA形成7i-DNA超分子络合物,从而阻断DNA复制,展现出较好的抗细菌活性.分子模拟研究表明,活性分子7i与DNA碱基通过氢键结合.该类化合物作为新型抗真菌黄曲霉菌专一特效药及新型抗细菌药值得深入研究.

具有激动过氧化物酶体增殖物激活受体活性的5-芳(杂环)亚甲基噻唑烷-2，4-二酮类化合物的研究

根据药物设计基本原理,以噻唑烷-2,4-二酮为基本结构单元设计合成了目标分子TM1~TM3系列.通过体外过氧化物酶体增殖物激活受体反应元件(PPRE)活性测定,筛选出4个PPRE相对激动活性分别为105.76%、118.15%、125.3%和100.53%的分子IM2、IM3、TM2c和TM3c(参考药物吡格列酮,100%);进一步,设计合成了IM2与IM3的衍生物TM4与TM5系列,发现了16个PPRE相对激动活性高于100%的TM4系列分子,其中TM4i和TM4y的PPRE活性最高,分别为239.77%和204.70%.毒性预测显示,高活性分子毒性较小.本研究发现了潜在的过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)先导分子,为糖尿病药物的研究提供了新的思路.

L-高丝氨酸连接的双氢青蒿素及氟喹诺酮缀合分子研究

基于多靶点药物设计思路以及双氢青蒿素和氟喹诺酮药物分子的活性优势,采用活性片段拼接思路,设计合成了18个未见文献报道的L-高丝氨酸连接的双氢青蒿素及氟喹诺酮缀合物,测试了抗结核分支杆菌和降血脂靶点PCSK9的体外活性。生物活性测试结果表明,大多数目标分子具有抗结核活性,其中5个化合物对于复制状态的结核分枝杆菌的抑制率在80%以上,3个化合物对于非复制状态的结核分枝杆菌(H37Rv)的抑制率高于50%;构效关系分析发现TM2(Boc保护)较TM1(Cbz保护)系列化合物具有更好的抗结核活性。13个目标分子的PCSK9抑制活性高于72%,且TM1-3达到了92.30%,显示良好的抑制活性。物理参数计算表明,所有分子几乎无毒;构毒关系分析可知,TM2系列分子的安全性几乎都高于TM1,可能与目标分子中氨基酸保护基有关,这对后续分子的设计和改构有一定的参考意义。本研究开创了L-高丝氨酸残基作为多靶点药物分子联结结构的先例。

C-7位卤代酰基头孢化合物的合成及其抗菌活性研究

头孢类药物广泛用于感染疾病的治疗。上市头孢药物结构的差别,主要在其C-7位氨基侧链以及C-3位基团的不同。本研究尝试性地选取C-3位基团不同的4种头孢母核,采用C-7位氨基引入简单基团修饰的策略,设计并合成了5个系列25个头孢卤代酰基化分子,测试了抗人致病菌、抗毕赤酵母菌、抗柑橘溃疡病菌及病原真菌的活性。生物活性测试结果表明,大多数分子具有抗人致病菌活性,其中7个化合物,包括TM1f,对8株人致病菌的抑制活性强于或相当于上市药物头孢噻吩、头孢西丁钠和头孢唑肟钠;TM1s抑制柑橘褐斑病菌Al.6的活性强于头孢噻吩,与阳性对照咪鲜胺相当,首次发现头孢类分子具有强抗柑橘病原真菌活性。TM1f和TM1s值得进一步研究。

具有抗白血病活性的曼尼希碱

为寻找抗白血病活性化合物,本研究以对甲基苯乙酮、芳香醛和芳香胺为原料,借助Mannich反应一锅法合成了33个曼尼希碱,其结构经1H NMR、IR、MS确证;体外活性测试结果表明,在1×10^(-4) mol·L^(-1)浓度下,所有化合物对P338肿瘤细胞生长显示抑制作用,在测试浓度为1×10^(-8) mol·L^(-1)时,化合物TM33抑制活性最好,其抑制率依然高达60.3%、半数抑制浓度IC_(50)低至0.45 nmol·L^(-1)。本研究为新型抗白血病药物的研发提供了新的分子类型。

铜催化串联C-H官能化反应构建苯并咪唑稠合二氢苯并唑类化合物

苯并咪唑稠合二氢苯并唑是一类复杂的氮氧杂环,在生物医药和功能性材料中具有较高的应用价值.本文在空气氛围中以苯并咪唑和2-溴苯酚为原料、廉价Cu(Ⅱ)为催化剂,采用"一锅法"合成了苯并咪唑稠合二氢苯并唑类化合物,反应经历了N-芳基化、sp^2 C-H活化、C-O环化的串联过程.研究表明,该反应对于苯并咪唑类衍生物,以及其他反应底物(如2-碘苯酚和2-羟基苯硼酸)均具有一定的官能团耐受性.本文为高效合成苯并咪唑稠合二氢苯并唑类化合物提供了一种简便方法.