（有机化学专业论文）四唑盐类新型药物及相关辅料的合成与性能研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：熬燃 日期：棚；* 硼 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：继必导师签名： 期： 纱哆t 铲 山东大学硕士学位论文 摘要 据世界卫生组织预测，2 1 世纪癌症将成为人类的“第一杀手”。这个让人们 充满着不安和恐惧的病魔，在全球每年将1 0 0 0 万人置于死亡的边缘，夺去了6 0 0 万人的生命。因而，癌症的治疗一直是化学家、生物学家、医学家等众多领域的 专家、学者们孜孜不倦的努力。最近研究发现，四唑盐类化合物可能是一种潜在 的抗癌药物的有效成分，对癌症的治疗效果将有明显的提高。为此，我们在前人 研究的基础上，设计并合成了有望应用于癌症治疗的系列四唑氯盐，并对其结构 及性能进行了表征：之后我们又探索了一条制备可用于药物载体的聚乳酸的简便 实验工艺；另外还设计合成了新型的环糊精衍生物等药物辅料。 论文具体内容如下： 1 、系列四唑氯盐的合成与表征 以四唑盐类化合物传统合成方法为基础，从苯甲醛和苯肼的亲核加成入手， 利用改进的合成工艺，再经芳胺的重氮化、重氮盐与苯腙的偶合反应及偶合产物 ( 甲腊) 的氧化等一系列反应，合成了氯化2 ，3 ，5 三苯基四唑、氯化2 ，5 二苯基 - 3 ( 值萘基) 四唑、氯化2 ，2 ，5 ，5 四苯基3 ，3 ( p - 联二苯基) 二四唑，氯化2 ，5 二苯基一3 一( p 一联二苯基) 单四唑等，并通过1 3 cn m r 、元素分析、紫外光谱等 进行了结构表征。 另外，我们以人体b u r k i a 淋巴瘤细胞系r 旬i 和大鼠胶质瘤细胞系c 6 两种 肿瘤细胞株为研究对象，研究了氯化2 ，5 二苯基3 一( d 一萘基) 四唑的抗肿瘤作用。 结果表明该化合物对肿瘤细胞具有明显的杀伤和抑制作用，但对正常组织来源的 细胞( c h o ) 生长却无明显的抑制和杀伤作用，这说明该化合物对细胞生长的抑 制作用具有明显的肿瘤特异性。 2 、聚乳酸的合成与表征 利用普通d ，l 碍l 酸经减压脱水制得d l 丙交酯。再以此为原料，低毒性 s n ( o c t ) 2 为催化剂，n 2 气环境和高真空环境间歇操作下，于1 3 0 1 。c 进行本体聚 合制得了聚乳酸产品。之后又对中间体d l 丙交酯和产品聚乳酸逐一进行了 山东大学硕士学位论文 h n m r 、1 3 c n m r 和红外光谱表征。 3 、新型p 环糊精( p c d ) 衍生物的合成及p 环糊精衍生物与四唑氯盐复合 物的紫外光谱学行为 环糊精是一类具有腔外亲水、腔内疏水的大环分子，通过和药物分子的复合， 可以增强药物的稳定性，提高其溶解性、生物利用度，并改善其控缓释性等。我 们通过丙交酯和2 - o 一羟丙基一p 环糊精( 2 - o h p p c d ) 、2 - o 一羟乙基一p 一环糊精 ( 2 - o h e p c d ) 等在一定的催化条件下，以不同的配料比合成了具有不同长度 的聚乳酸链段的新型环糊精类化合物。通过对该类化合物的结构表征及溶解性研 究，初步表明它们在某些方面一定程度上兼有聚乳酸和环糊精的双重性能。， 基于p c d 独特的超分子化学特性，我们研究了2 - o h p p c d ，2 - o h e p c d 及2 - o 甲基一p c d ( 2 - o m e d c d ) 等b c d 衍生物分别与上述四种四唑氯盐复合 后溶液的紫外吸收光谱行为。研究发现，主客体比例在1 ：5 1 0 ：1 的范围内表现有 一种特异的包合行为。这将为四唑氯盐与b c d 衍生物的复合物在医药、生物等 领域的应用提供一些有价值的信息。 关键词：四唑盐药剂辅料聚乳酸环糊精衍生物紫外光谱 2 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h e f o r e c a s to ft h ew h o ，c a n c e rw i l lr a n k “t h ef i r s tk i l l e r t o h u m a ni n2 1 s tc e n t u r y e a c hy e a r , t h i sd i s t u r b i n ga n dh o r r i f y i n gd e m o no fd i s e a s e p u t s1 0 ，0 0 0 ，0 0 0p e o p l eo nt h ev e r g eo fd e a t ha n dw r e s t sa n o t h e r6 ，0 0 0 ，0 0 0l i v e so n t h eg l o b e t h u s ，e x p e r t ss p e c i a l i z i n gi nd i f f e r e n tf i e l d s ，c h e m i s t s ，b i o l o g i s t s ，m e d i c a l s c i e n t i s t sa n ds oo n ，h a v eb e e ni n d e f a t i g a b l yr e s e a r c h i n go nc a n c e rt h e r a p y t h el a t e s t r e s e a r c hs h o w st h a tt e t r a z o l i u ms a l t ，w h i c hc o u l da p p a r e n t l yi m p r o v et h ea n t i c a n c e r c u r a t i v ee f f e c t ，m a yb eap o t e n t i a le f f i c a c i o u sc o m p o s i t i o no ft h ea n t i - c a n c e rd r u g t h e r e f o r e ，a c c o r d i n gt ot h eo t h e r s r e s e a r c h ，w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e da s e r i e so f t e t r a z o l i u mc h l o r i d e st h a ta r e p r o m i s i n g t ob e a p p l i e d t oc a n c e rt h e r a p y , _ a n d c h a r a c t e r i z e dt h e i rc o n s t r u c t i o n sa n dp r o p e r t i e s t h e nw ei n v e s t i g a t e das i m p l e e x p e r i m e n t a lw a y i nw h i c h p o l y l a c t i d ep r o m i s i n g t ob eu s e da sm e d i c i n a lc a r r i e rm a y b ep r e p a r e d i na d d i t i o n ，s o m en o v e l1 3 - c y c l o d e x t r i n ( p c d ) d e r i v a t i v e sw e r ed e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d t h ec o n t e n to ft h ep a p e ri ss h o w e di nd e t a i l sa sf o l l o w s ： 1 s y n t h e s i sa n d c h a r a c t e r i z a t i o no f t e t r a z o l i u mc h l o r i d e s b e n z a l d e h y d ew a sr e a c t e dw i t hp h e n y l h y d r a z i n eu n d e rb a s i cc o n d i t i o nt om a k e t h eh y d r a z o n e ，w h i c hw a st h e nr e a c t e dw i t ha na r o m a t i cd i a z o n i u ms a l tt oy i e l dt h e f o r m a z a nb yc o u p l i n gm e c h a n i s m o x i d a t i o no ft h ef o r m a z a ng a v et h ec o r r e s p o n d i n g t e t r a z o l i u ms a l t t e t r a z o l i u ms a l t s p r e p a r e d i nt h e p a p e r i n c l u d e 2 , 3 ，5 一t r i p h e n y l t e t r a z o l i u mc h l o r i d e ，2 , 5 一d i p h e n y l - 3 一( 旺一n a p h t h y l ) t e t r a z o l i u mc h l o r i d e ，2 , 2 ，5 ，5 - t e t r a - p h e n y l 一3 ，3 一( 4 ，4 一b i p h e n y l e n e ) 一d i t e t r a z o l i u mc h l o r i d e ，2 , 5 - d i p h e n y l 一3 一( 4 一b i p h e n y l y l ) t e t r a z o l i u mc h l o r i d e t h ec o n s t r u c t i o n so ft h e s et e t r a z o l i u ms a l t sw e r ec h a r a c t e r i z e d b y ”cn m r ，e l e m e n ta n a l y s i sa n du l t r a v i o l e ts p e c t r u m a c c o r d i n gt o t h eo t h e r s r e s e a r c h ，t i m eo f t h eo v e r a l lp r e p a r a t i o np r o c e s sw a ss h o r t e n e db yi m p r o v e m e n to f t h e s y n t h e t i ct e c h n o l o g y a sar e s u l t ，t h eu t i l i z a t i o no fe q u i p m e n ta n di n s t a l l a t i o n sa n d p r o d u c t i v i t yw e r ee n h a n c e d i na d d i t i o n ，c o n d i t i o n s o ft h er e a c t i o nw e r em o d e r a t e ， 3 山东大学硕士学位论文 a n dp u r i t yo ft h e p r o d u c t s o b t a i n e dw a sv e r y g r e a t i n t h eb i o m e d i c i n e s t u d y , 2 , 5 一d i p h e n y l 一3 一( a n a p h t h y l ) t e t r a z o l i u m c h l o r i d e w a sf o u n dt ob ee f f e c t i v ei n i n h i b i t i n gt h eg r o w t ho ft h et e s t e dt u m o rc e l l s ( r a j ia n dc 6 ) i nad o s ea n dt i m e - d e p e n d e n tf a s h i o n c o m p a r i n gt ot u m o rc e l l s ，n o r m a lc e l l s ( c h o ) t r e a t e dw i t ht h e s a m ec o n d i t i o n ，d e m o n s t r a t e dn os i g n i f i c a n tg r o w t hi n h i b i t i o n t h e r e f o r et h er e s e a r c h s h o w st h ep o t e n t i a lm a r k e tv a l u e 2 s y n t h e s i sa n d c h a r a c t e r i z a t i o no fp o l y l a c t i d e ( p l a ) d ，l l a c t i d ew a sp r e p a r e db yr e d u c e dp r e s s u r ed e h y d r a t i o no fg e n e r a ld ，l l a c t i c a c i d t h eo p e n i n gr i n gp o l y m e r i z a t i o no fd ，l - l a c t i d ei nb u l kw a sa c c o m p l i s h e di n 13 0 + _ 1o cu n d e rt h en 2a t m o s p h e r ea n dh i g hv a c u u mb yt u r n s ，i nt h ep r e s e n c eo fl o w t o x i cs t a l m o u so c t o a t e ( s n ( o c t ) 2 ) a tl a s t ，i n t e r m e d i a t ec o m p o u n dd ，l - l a c t i d ea n dt h e p r o d u c tp o l y l a c t i d e w e r ec h a r a c t e r i z e db y1 hn m r ，”cn m ra n di rs p e c t r u m 3 s y n t h e s i so fn o v e lp c dd e r i v a t i v e sa n di n c l u s i o nb e h a v i o r o fv a r i o u s d c d d e r i v a t i v e sw i t ht e t r a z o l i u ms a l t ss t a t e da b o v e c y c l o d e x t r i ni sat y p eo f c o n i c a l i cm o l e c u l e ，w h i c hh a sa h y d r o p h o b i cc a v i t ya n d ah y d r o p h i l i co u t s i d e b yi n c l u d i n gw i t hc y c l o d e x t r i nm o l e c u l e s ，m a n yp r o p e r t i e so f t h e d r a g s c o u l db e i m p r o v e d ，s u c h a s s t a b i l i t y , s o l u b i l i t y , b i o a v a i l a b i l i t y , c o n t r o l r e l e a s i n ga n ds oo n n o v e lc y c l o d e x t r i nd e r i v a t i v e sb o u n dw i t hp l as e g m e n t so f v a r i o u sl e n g t hw e r es y n t h e s i z e db yt h er e a c t i o no fd ，l l a c t i d ew i t h2 - o - h y d r o x y p r o p y l - d - c y c l o d e x t r i n ( 2 - o h p p c d ) o r2 - o h y d r o x y e t h y l b - c y c l o d e x t r i n ( 2 - o h e b c d ) u n d e rc a t a l y s i sc o n d i t i o n t h el e n g t ho fp l as e g m e n t sc o u l db ec o n t r o l l e db y t h ec h a n g eo f c h a r g e r a t i o t h e i rc o n s t r u c t i o n sw e r ec h a r a c t e r i z e db y1 3 c n m ra n di r s p e c t r u m t h ep r e l i m i n a r ys t u d ys h o w st h e s ec o m p o u n d s ，t oac e r t a i nd e g r e e ，m a y h a v es o m ed u a lp r o p e r t i e si ns o m ea s p e c t s ，s u c ha ss o l u b i l i t y i nc o n s i d e r a t i o no ft h es p e c i a ls u p e r m o l e c u l a rp r o p e r t i e so fb c d ，u l t r a v i o l e t s p e c t r u m b e h a v i o r so fi n c l u s i o ns o l u t i o n s ，w h i c hw e r eo b t a i n e db yi n c l u s i o no f1 3 - c d d e r i v a t i v e s ( s u c h a s2 - o h p - c d ，2 - o - h e p - c da n d2 - o - m e t h y l p c d ( 2 - o m e p c d ) ) w i t hs t a t e dt e t r a z o l i u ms a l t s ，w e r es t u d i e d t h er e s u l t sd i s p l a y e d t h a ta s p e c i a l i n c l u s i o nb e h a v i o ro c c u r r e dw h e nt h er a t i oo f h o s t g u e s tw a si nt h er a n g e o f1 ：5 10 ：1 4 山东大学硕士学位论文 t h i sr e s e a r c h m a yp r o v i d e s o m ev a l u a b l ei n f o r m a t i o nf o ru t i l i z a t i o no ft h e c o m p o u n d s i ns o m e f i e l d s ，s u c ha sm e d i c i n e ，b i o l o g ya n ds oo n k e y w o r d s ：t e t r a z o l i u ms a l t m e d i c a m e n tf i n d i n g s p o l y l a c t i d ec y c l o d e x t r i n d e r i v a t i v eu l t r a v i o l e ts p e c t r u m 5 山东大学硕士学位论文 第一章前言 癌症人类生命的三大杀手之一，在全球每年有1 0 0 0 万人被置于死亡的 边缘，夺去了6 0 0 万人的生命，人们对这个病魔充满着不安和恐惧。世界卫生组 织预测2 1 世纪癌症将成为人类的“第一杀手”。根据最近的调查结果表明，我国 每年约有1 6 0 万人患有癌症，因癌症死亡的人数已约占死亡总人数的1 5 ，其发 病率逐年上升，而且呈越来越年轻的趋势。在不到2 0 年的时间里，我国癌症发 病率上升了6 9 ，死亡率上升了2 9 4 e 1 1 。 目前，治疗癌症的方法主要有手术治疗、放射治疗和化学治疗( 药物治疗) “三大疗法”。最近几年来，又出现了一种新的治疗方法生物治疗。但很大 程度上仍以化学治疗为主，其发展速度也最快。目前癌症肿瘤治疗取得了相当的 进步，肿瘤患者生存时间明显延长，特别是对白血病、恶性淋巴瘤等的治疗有了 突破性进展，但对危害人类健康最，“重、占恶性肿瘤9 0 以上的实体瘤的治疗却 未能达到满意的效果【2 1 。癌症并不是一个仅用高科技硬件设施就能触及的目标， 而是一个难以捉摸的、处于变动状态的目标，是由许多潜在原因引发的一系列不 同疾病，导致目前通常所用的治疗癌症的方法、机理存在着不同程度的缺陷【l 】。 首先手术切除肿瘤，这； 孛物理上的分离可切除大块的癌细胞聚集体，但对分散的 癌变细胞就无能为力了；而且会给病人带来巨大痛苦的同时，也降低了患者的自 身免疫能力。因而无法从根本上抑制住癌变细胞的复制、扩散，进而治疗癌症。 其次在放射治疗中，放射性物质对人体的伤害是众所周知的。在杀伤肿瘤细胞的 同时，放射性也对正常的细胞产生伤害。最近，科学家们已坚信肿瘤是一种基因 的病，遗传信息发生变化是肿瘤发生的原因。由此科学家们正在探讨用生物学的 方法来治疗癌症，基因治疗是其中最突出的例子。常用的策略有基因修饰和基因 失活等，前者是替换缺陷的基因：后者则是将反义寡核苷酸或反义r n a 导入细 胞，使其基因无法再复制导致细胞死亡【3 】o 化学治疗在最近几十年来取得了很大的进展，已由单一的化学治疗进入了联 合治疗和综合化疗的阶段。抗肿瘤药物正从传统的细胞毒性药物，向针对机制的 多环节作用的新型抗肿瘤药物发展。目前肿瘤治疗药物的主体仍是细胞毒类药 物，但这类药物作用于肿瘤细胞的同时，对其它增生较快的细胞也产生同样的抑 6 山东大学硕士学位论文 制作用，会有严重的副作用，如：恶心、呕吐、骨髓抑制、脱发等；并且容易产 生耐药性。另外还有作用靶点为癌变细胞的代谢或癌细胞复制遗传过程某一个或 几个环节的抗肿瘤药物，这种方法理论上可行，但实际应用中选择性太窄，同时 癌细胞内顽强的调节和保护机制很快就可将受损的结构和功能修复，使这些药物 的抗癌效果并不彻底。随着分子生物学、组合化学、基因工程、结构生物学、药 物基因组学等新技术导入癌症治疗的研究，出现了许多新的抗肿瘤药物的作用靶 点。科学家们也合成出了一大批新的抗肿瘤药物，但9 0 的抗肿瘤药物的临床实 验都失败了。所以，药学家和肿瘤学家越来越深刻地认识到：要提高肿瘤治疗的 效果，必须从肿瘤的发生发展的机制入手，才能取得新的突破性进展。近来，分 子肿瘤学、分子药理学的发展使肿瘤的本质正在逐步阐明：高通量筛选、组合化 学、基因工程等先进技术的发明和应用加速了药物开发进程；抗肿瘤药物的研究 和开发已进入一个崭新的时代f 2 】0 最近，孔庆忠等人提出了细胞“自力保护”理论和利用抗氧化剂抑制剂治疗 肿瘤的理论，为有效治疗肿瘤提供了指导。随后该课题组又提出了“细胞脑”的 概念，即人体每个细胞中都有一个控制中心【4 】。研究发现，某些四唑盐类化合物 可以作为细胞脑的表征底物而对肿瘤具有特异的疗效。其作用机理大致如下：这 种含四唑氯盐的新抗癌药物与浓集于肿瘤细胞的中心体即细胞脑的h 酶发生作 用后立即还原成晶体，能够使肿瘤细胞的中心体等细胞器晶体化。细胞器晶体化 又导致肿瘤细胞内部信息传递紊乱、蛋白质及核酸合成障碍；还可以引起癌细胞 结构的机械性损伤，从而有效地削弱癌细胞的自力保护、调节和修复功能，使癌 细胞死亡。与此同时，对正常细胞的损害很小。因此可以说这种含四唑氯盐的新 抗癌药物对于肿瘤细胞具有特异性的杀伤作用，抗癌效果十分显著。 孔庆忠等人的这一成果被认为是一个“极具潜力的治疗癌症的新的独特方 法”。因而，研究并开发一系列具有高生物活性的四唑盐类化合物将具有很大的 潜在实用价值和经济意义。 但任何一种原料药要提供给临床使用，必须制成各种不同剂型的药物制剂， 而制剂的制备除原料药外，还必须加入一些有助于制剂成型、稳定、增溶、助溶、 缓释、控释等不同功能和作用的各种辅料，即药剂辅料，药剂辅料是药物制剂的 存在基础。 7 山东火学硕士学位论文 聚乳酸( p l a ) 是一种无毒无刺激性具有良好生物相容性和可降解性的高分 子材料，其降解产物乳酸、c 0 2 和h 2 0 均是无害的天然小分子。j 。通过对其作 为外科手术植入材料及控缓释制剂的载体微球、微囊剂、药膜的研究，表明 聚乳酸可延长药物作用时间，提高定向性并降低毒副作用【8 】。2 0 世纪7 0 年代以 来，聚乳酸作为药物释放载体的应用引起了化学家们的重视，这类材料可通过调 节其降解的速度来控制药物释放的速度，释药后自身在体内消失，不滞留于体内。 为了扩大聚乳酸的应用范围，改善其性能，引入第二或第三共聚单体，把不同材 料的特点结合起来，赋予特殊的性能已成为近年来的研究热点【7 # 1 。但聚乳酸及 其共聚物微球作为药物载体，成功上市的不多且多属多肽药物制剂，在国内丌发 尚属空白p j 。 环糊精( c y c l o d e x t r i n ，c d ) 是另一类良好的药剂辅料，现己被收入药物辅 料大全0 1 。它是一类由数个d 吡喃糖单元通过0 【一( 1 ，4 ) 糖昔键构成的，腔内疏 水、腔外亲水的“锥筒状”大环分子化合物。该分子可与许多有机分子、无机分 子等形成敏感的主客体复合 i u 2 。其过程与客体分子的立体、电性及溶剂的极性、 体系的温度、p h 值等有关，环糊精分子的立体特征和化学特征决定着复合过程 的选择性。研究表明【1 3 , 1 4 1 ，环糊精及其衍生物作为药物载体，与药物分子复合后， 可以提高药物溶解度，提高药物生物利用度，调整或控制药物的释放速度，降低 药物毒副作用，增强药物稳定性等。因其特异的超分子特性及其优良的性能，使 得环糊精在食品、化学、农业和其他行业等领域也得到了广泛的应用 1 4 - 17 】。近年 来，通过在环糊精分子特别是b c d 上引入其它修饰基团，以拓宽其适用范围， 仍是研究热点。 在各项研究或信息的指引下，作者力求在现有的实验条件下，合成一系列具 有生物活性的四唑氯盐化合物，如氯化2 ，5 二苯基- 3 - ( a - 萘基) 四唑等，并提高 其产率，简化实验操作步骤：探索一条简单经济有效的聚乳酸制备工艺；探索并 合成具有潜在应用价值的新型环糊精衍生物；最后利用紫外光谱探测以上所合成 的四唑盐和2 - o h p p c d 等系列p c d 衍生物的复合行为，并对某一种或几种药 物分子进行生物活性检测，以确证其潜在的用途和意义，为迸一步的开发研究提 供一些有价值的信息。这便是本论文的整体思路，也是论文内容的体现。 山东大学硕士学位论文 参考文献 1 1 李华编译国外科技动态，2 0 0 2 ，5 ：1 0 1 3 2 丁健，萧东药学科学前沿与发展方向北京：中国医药科技出版社 2 0 0 0 ，4 3 5 3 【3 高天祥分子生物学北京：科学出版社，1 9 9 8 ，2 1 2 2 3 4 4 q k o n g ，j s u n ，l d k o n g m e d i c a lh y p o t h e s e s ，2 0 0 2 ，5 9 ( 4 ) ：3 6 7 - 3 7 2 5 】李孝红，袁明龙，熊成东等高分子通报，1 9 9 9 ，1 ：2 4 3 2 【6 全大萍，江听，李世普武汉工业大学学报，1 9 9 6 ，1 8 ( 2 ) ：1 1 4 - 1 1 7 7 崔英德，廖列文，康正精细化工，1 9 9 9 ，1 6 ( 5 ) ：1 2 1 5 【8 要芬梅，肖大伟，吴健中等中国医药工业杂志，1 9 9 3 ，2 4 ( 5 ) ：1 9 6 1 9 7 9 张国栋，冯新德，顾忠伟高分子学报，1 9 9 8 ，4 ：5 0 9 5 1 2 1 0 罗名生，高天惠药剂辅料大全四川：四川科学技术出版社，1 9 9 5 【11 】ws a e n g e ra n g e w c h e m ，i n t e d e n 9 1 ，1 9 8 0 ，1 9 ：3 4 4 3 6 2 1 2 w l h i n z es e p p u f i em e t h o d s ，1 9 8 l ，l o ：1 5 9 2 3 7 【1 3 j s z e j t l ic y c l o d e x t r i nt e c h n o l o g y b o s t o u ：k l u w e ra c a d e m i cp u b l i s h e r s 1 9 9 8 ：7 5 7 8 1 4 】童林荟环糊精化学基础与应用北京：科学出版社，2 0 0 1 【1 5 j s z l i j i n c h u s i o np h e n o mm o l r e c o g n i tc h e m ，1 9 9 2 ，1 4 ( 1 ) ：2 5 - 3 6 6 j s z e j t l i m i n u t e si n ts y m p c y c l o d e x t r i n s ，6 “s t a n t e ：p a r i sf r , ，1 9 9 2 ：3 8 0 3 8 9 7 j s z e j t l i p r o ci n t s y r u pc y c l o d e x t r i n s ，4 ”k l u w e r ：d o r d r e c h t , n e t h ，1 9 8 8 5 6 1 5 6 7 9 山东大学硕士学位论文 第二章系列四唑氯盐的合成与表征 第一节概述 四唑盐即t e t r a z o l i u ms a l t 是一种含四个氮原子的五元杂环化合物。早在十九 世纪后期，化学家们就已经发现并合成了四唑盐类化合物。如：1 8 9 4 年，p e c h m a n 和r u n g e 就合成出了2 ，3 ，5 一三苯基四唑氯盐。随后，有关四唑盐类化合物的合 成与应用的研究与日俱增。现在，所谓“四唑化学”已成为化学、生物学、材料 学和炸药等领域的研究热点。四唑封i 类化合物在生物化学、药理学、农业、含( 高) 能材料、汽车工业和摄影等方面具有广泛应用，特别是在生命科学研究方面作为 一种特殊的氧化剂有着不可或缺的作用【2 】。 四唑盐类化合物是一种良好的电子接受体。这一性质体现在四唑盐；兰甲h 晋 这一氧化还原体系中，并已在汞电极还原反应实验中得以证实口】。因而该类化合 物作为一类独特的氧化一还原指示剂被广泛地应用于组织化学和生物化学领域有 关生物脱氢酶体系的研究。相比于经典的亚甲蓝反应，这一类指示剂具有更多的 优点：( 1 ) 还原时有颜色生成，氧化时体系脱色( 如图2 1 ) ：( 2 ) 相对于亚甲蓝， 甲腊在空气中不易被氧化，具有更强的稳定性【”。 r c n - n r ( o ) , h e l h ：一 一n - - x 百 f o r m a z a n ，c o l o r e d i e t r a z o l i u ms a l t ，c o l o r l e s s 图2 1 甲腊与四唑盐相互转化示意图 随着科学的发展，四唑盐类化合物在生命科学、药物科学、医学等领域得到 了更加广泛的应用，如：四唑盐比色法( m t t 法) 可测定细胞的数量及其活性口】， 这样m t t 法可应用在体外细胞毒性评定、白细胞粘附抑制试验 6 】，鉴定人胃癌 特异性转移因子的免疫活性7 l 等；用琼脂糖电泳四唑盐显色法检测病人血清中的 c k m b 浓度；组织化学和超细胞化学中0 2 。的检测【8 1 ；好氧菌和厌氧菌代谢活性 的测定 9 l ；估测有关水果中的诱变性和胞毒性”1 ：药业及其它工业中人造紫外辐 射的检测1 1 1 ；对某些药物成分在微生物转化过程中的跟踪检测及其在药物制剂中 1 0 一 一 _ z + p i n 山东大学硕士学位论文 含量的测定1 1 2 ；液体中金属腐蚀速率的测定 1 3 1 ；特定脱氢酶的定量检测等。 目前，四唑盐类化合物一般是通过相应的甲腊被特定的氧化剂氧化后得到 0 5 1 ，而甲腊一般是通过腙类化合物与重氮盐化合物偶联反应制得。从第一个四 唑盐类化合物被合成以来，化学家们就积极地寻求更佳的实验条件、更好的氧化 剂，以及努力得到产率更高、纯度更大的产品。其中，氧化剂的选取是关注焦点， 已经应用于合成的氧化剂有：亚硝酸、亚硝酸异戊酯、氧化汞、四醋酸铅、卤素、 次卤酸、n b s 、三氧化铬、五氧化二钒、过氧化氢与亚铁离子、次氯酸异丁酯， 还有电化学氧化法等 3 , 1 5 - 1 7 】。但是对合成过程中各种氧化剂的氧化效果无法做出 确切的比较，也没有一个相对定量的关系。合成含有不同取代基或用途不同的四 唑盐时，所使用的氧化剂往往不同。实际应用时，只能是在实验中凭借经验来探 索最佳的氧化n t 3 1 。在本章实验中，我们考虑到产品要用作药物( 纯度高，毒副 作用小) ；且这种氧化剂还要易得，故选取了亚硝酸异戊酯。实验证明这种氧化 剂满足了我们的要求。另外，我们所用的实验条件比较温和，工艺简单，产率也 较以往文献值高。 第二节合成与表征 2 , 1 氯化2 , 5 二苯基- 3 - ( a - 萘基) 四唑的制各 2 1 1 合成方程式 删。+ h 2 n 一一 j 警 l q - 1 2 n a n 0 2 ，a c o h ，h c l ( 稀) 一n 一肿 0 5 0 e m 一志；n ：c 1 一 蚤 一一 + 旷q 一一 堪晷 n 一 塑丝券c 螋 - c 麓n 3 4 。= ： 、 = 8 一 一 n l n + 山东人学硕士学位论文 2 1 2 试剂与仪器 苯肼c 6 h s n 2a r 上海三爱思试剂有限公司 苯甲醛c 7 h 6 0a r p = 1 0 4 4 1 0 4 7 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 旺萘胺c l o h 7 n h 2 c r上海泗联化工厂 亚硝酸钠n a n 0 2a r 天津市天河化学试剂厂 亚硝酸异戊酯c 5 h l 【n 0 2 a r 9 = 0 8 7 5 0 8 7 9 上海前进化学试剂厂 无水乙醚c 4 h 1 0 0a r 上海联试化工试剂有限公司 无水乙醇c 2 h 5 0 h a r 济南市历城区全福无水酒精厂 四氢呋喃c 4 h 8 0a r 天津市化学试剂一厂或天津市博迪化工有限公司( 进分) 吡啶c 5 h 5 na r 天津市天大化工实验厂 冰乙酸c h 3 c o o h a r 上海联试化工试剂有限公司 丙酮c 3 h 6 0a r 上海联试化工试剂有限公司 苯c 6 h 6 a r 中国上海联试化工试剂有限公司 无水氯化钙c a c l 2 a r 中国上海联试化工试剂有限公司 盐酸h c l a r 含量= 3 6 3 8 p = 1 1 8 淄博市周村德发精细化工厂 硫酸h 2 s 0 4 含量= 9 5 9 6 1 3 = 1 8 4 淄博市周村德发精细化工厂 淀粉一k i 试纸上海试剂三厂 活性炭( 粒状)a r 天津市天达净化材料精细化工厂 广泛口h 试纸( 1 - 1 4 )上海三爱思试剂有限公司 g 型硅胶板( 1 0 0 x 15 0 m m )山东青岛市化学业试剂厂产品。 显微熔点仪x t 4 1 0 0 x北京电光科学仪器厂 核磁共振仪f x 一9 0 q n m r日本j e o l 公司 2 1 3 实验步骤 2 1 3 1 苯甲醛苯腙溶液的制备 将1 2 5 m l 苯甲醛( 约0 1 2 3 m 0 1 ) 加入到7 0 m l 吡啶中，电磁搅拌均匀。然后加 入1 3 3 m l 苯肼( 约o 1 2 3 m 0 1 ) ，室温条件下搅拌反应2 4 小时后得棕红色溶液( 直 接使用) 。( 反应过程中注意避光) 2 1 3 2n 一萘基重氮氯盐的制备 取1 7 6 9c 【一萘胺加入到盛有3 0 m l 冰醋酸、3 0 m l 浓盐酸和3 0 m l 蒸馏水的混合 1 2 山东大学硕士学位论文 溶液中，机械搅拌下，加热到8 0 9 0 。c 使其溶解。然后冰盐浴冷至o 5 。c 。取 9 0 9n a n 0 2 溶于2 0 m l 蒸馏水中，在搅拌状态下逐滴加入，并控制温度在5 0 c 左 右，反应液为深棕色。滴加完5 m i n 后用淀粉一k i 试纸检验，并在冰盐浴中继续 放置约1 5 m i n 以便反应完全，直接使用。 2 1 3 3 1 , 3 二苯基5 ( 萘基) 甲腊的制备 取1 3 0 m l 吡啶加入到步骤2 1 3 1 所得的苯腙溶液中，冰盐浴冷至o 。c ，在剧 烈搅拌状态下，将步骤2 1 3 2 所得重氮盐逐滴加入，控制温度在5 0 c 左右，得 紫黑色溶液。滴完后继续搅拌3 h ，再室温反应约1 2 h 。用5 0 0 m l 的蒸馏水稀释、 沉淀，抽滤得黑色沉淀，热水洗涤。用苯重结晶，无水乙醚洗涤，室温真空干燥 约6 h ，得产率为3 0 的紫黑色针状晶体，并带有金属光泽( 熔点：1 7 1 1 7 3 0 c ) 。 2 1 3 4 氯化2 ，5 二苯基3 ( 一萘基) 四唑的制备 取5 0 9 甲腊溶于1 2 0 m l 四氢呋哺( t h f ) 中，电磁搅拌。冰水浴冷至3 - 4 。c ， 慢慢加入3 ，0 n a l 亚硝酸异戊酯( i s o a m o n o ) ，约1 0 m i n 后，缓慢通干燥的h c i 气 体至饱和，期间体系温度自然上升至约8 。c 。撤去冰水浴，并间歇加入o 5 m l 的 亚硝酸异戊酯，室温继续搅拌，时间约3 h 。静置，上层为深棕红色溶液，下层 有浅黄色沉淀。蒸汽浴除去溶剂，冰水浴冷却约4 0 分钟，过滤，得浅黄色沉淀。 用最少量无水乙醇溶解、脱色、过滤，无水乙醚沉淀、过滤，室温真空干燥，纯 化后可得浅黄色产品4 3 5 9 ，产率7 9 4 2 。熔点2 3 3 2 3 5 。c ：产品的”c n m r 见附图2 1 所示；r f = o 5 2 ( 展开剂为水：异丙醇：乙酸乙酯= l ：1 2 ：1 ) ；r f = o 7 3 ( 展 开剂为水：异丙醇：乙酸乙酯= l ：8 ：2 ) ；元素分析c7 1 8 9 ，h4 5 l ，n 1 4 4 7 ( c 2 3 h 1 7 n 4 c 1 计算值：c7 1 8 0 ，h4 4 2 ，n1 4 5 6 ) 。 2 2 氯化2 , 3 ，5 三苯基四唑的制各 2 2 1 合成方程式 一c 一 一l q - i - i 一飓掣乙o - - c i - i 一佩一 一1 t i - 1 2 n a n 岛 t - i c i ( 稀) n 一蠢；n ：c 1 一 一 ( 9 - - c i - t 一硼电+ 一击s 砒t 一虬 山尔大学硕士学位论文 篙碧蔫篱 2 2 2 试剂与仪器 苯肼c 6 h 8 n 2 a r 上海三爱思试剂有限公司 苯甲醛c 7 h 6 0a r 9 = 1 0 4 4 1 0 4 7 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 苯胺c 6 h 5 n h 2 a r 5 0 0 m 1 _ = 515 9 天津市化学试剂一厂 亚硝酸钠n a n 0 2 a r 天津市天河化学试剂厂 亚硝酸异戊酯c 5 h u n