（有机化学专业论文）染料木素含磷衍生物的合成及性质研究.pdf

中文摘要 中文摘要 染料木素是大豆中一种非常重要的成分 具有广泛的生物活性 由于与雌二 醇在结构上有相似性 因此具有植物雌激素功能 此外它还有预防骨质疏松作用 抗肿瘤抗癌作用 抗氧化及抗菌消炎作用 本文对染料木素的药理作用 提取方 法 研究现状等方面进行了综述 染料木素有着广泛的生物活性 因此引起了人们的关注 结构改造是其中的 一个重要方面 人们期望通过结构改造获得一些具有更好的生物活性 低毒 水 溶性好 具有较高的生物利用度的化合物 本文的研究工作主要是 1 本文以五种不同的亚磷酸二烷基酯为磷酰化试剂 通过a t h e r t o n t o d d 反 应分别对染料木素进行磷酰化结构改造 并给出它们的i r e s i m s n m r 数据 对相应的n m r 数据进行归属 对染料木素的不同酚羟基的反应活性进行了讨论 2 以b b l 二氯磷酰胺二氯为磷酰化试剂 对染料木素进行磷酰化结构改造 并给出它们的i r e s i m s n m r 数据 对相应的n m r 数据进行归属并对核磁 数据进行了细致讨论 3 研究了四种磷酰化染料木素与溶菌酶的弱相互作用 发现改造后的磷酰化 产物均能很好的与溶菌酶形成复合物 关键词 染料木素 磷酰化 氮芥 溶菌酶 a b s t r a c t g e n i s t e i n t h es i m p l e s to ft h ei s o f l a v o n o i dc o m p o u n d so ft h el e g u m i n o s a e i s r e p o r t e d t oh a v e e x t e n s i v e l yb i o l o g i c a la c t i v i t i e s i n c l u d i n ga n t i o s t e o p o r o s i s a n t i c a n c e r y a n t i b a c t e r i a la n da n t i i n f l a m m a t o r y a c t i v i t i e s d u et oi t ss t r u c t u r a l s i m i l a r i t yt oe s t r a d i o l m o r ea t t e n t i o nh a sb e e np a i dt oi t sp h y t o e s t r o g e na c t i v i t i e si n t h ep a s tf e wy e a r s i nt h ew o r kd e s c r i b e di nt h ed i s s e r t a t i o n t h er e c e n ts t u d i e so n p h a r m a c o l o g i c a la c t i o n e x t r a c t i o n a n di s o l a t i o n p h a r m a c o l o g i c a la n ds t r u c t u r a l m o d i f i c a t i o n so f g e n i s t e i nw e r ei n t r o d u c e di nc h a p t e ro n e m a n yb i o l o g i c a la c t i v i t i e so f g e n i s t e i nh a v em a d ei tc o m m o ni n t e r e s t sa sm e n t i o n e d i nm a n yp u b l i s h e dp a p e r s l o t so fe f f o r t sh a v eb e e nm a d et os y n t h e s i z e dg e n i s t e i n d e r i v e t i v e sw i 也b e t t e ra c t i v i t i e si nr e c e n ty e a r s s t r u c t u r a lm o d i f i c a t i o ni so n eo ft h e m o s ti m p o r t a n ta s p e c t si nt e r m so f i n c r e a s i n gi t sw a t e r s o l u b i l i t y l o w e r i n gi t st o x i c i t y a n di m p r o v i n gi t sb i o l o g i c a la s s i m i l a t i o n t h es t u d i e so np h o s p h o r u sm o d i f i c a t i o n s o fg e n i s t e i na n dn o n c o v a l e n ti n t e r a c t i o n sw i t ham o d e lp r o t e i nw e r es h o w ni n t h i s d i s s e r t a t i o n 1 f 1 地r e l a t i n gw o r k si n c l u d e d 1 g e n i s t e i nw a sm o d i f i e d 析t l lf i v ed i f f e r e n tp h o s p h o r y lr e a g e n t sb ya t h e r t o n t o d d r e a c t i o n a n dt h es t r u c t u r e so f t h en e wc o m p o u n d sw e r ed e t e r m i n e db ye s i m s n m r a n di r t h er e a c t i o na c t i v i t i e so fd i f f e r e n tp h e n o l h y d r o x y lo fg e n i s t e i nw e r e d i s c u s s e d 2 g e n i s t e i nw a sm o d i f i e dw i t hd i 一 2 c h l o r o e t h y l 一p h o s p h o r a m i d i cd i c h l o r i d e a n d t h es t r u c t u r eo ft h en e wc o m p o u n dw a sd e t e r m i n e db ye s i m s n m ra n di l l f u r t h e r m o r e t h ed a t ao fn m rs p e c t r aw e r ea s s i g n e dc o m p l e t e l ya n da n a l y z e di n d e t a i l 3 t h ei n t e r a c t i o n sb e t w e e nt h ef o u rp h o s p h o d a t e dg e n i s t e i nd e r i v a t i v e sa n d l y s o z y m ew e r es t u d i e d i ti sf o u n dt h a ta l lt h ep h o s p h a t e sc o u l df o r mn o n c o v a l e n t c o m p l e x e s w i t hl y s o z y m e k qw o r d s g e n i s t e i n p h o s p h o d a t i o n m u s t a r d l y s o z y m e 第一幸绪论 第一章绪论 1 1 大豆异黄酮类化合物的结构与性能 大豆异黄酮属于黄酮类化合物中的异黄酮成分 黄酮类化合物的基本母核为 2 一苯基色原酮的一系列化合物 目前黄酮类化合物泛指两个苯环 a 和b 通过 三个碳链 c 6 一c 3 一c 6 相互联结而成的一系列化合物 根据c 环的饱和度及b 环 的连接位置又可将黄酮类化合物分为黄酮 黄酮醇 二氢黄酮 异黄酮 橙酮等 几类 其中异黄酮的母核结构如图1 1 所示 图1 1 异黄酮的母核结构 异黄酮化合物中a 环与c 环在同一个平面上 但是b 环却与a c 所形成的平面 有一定的夹角 这虽然影响了a b c 三个环的大共轭 但是它的分子问的引力仍 然很大 致使分子间堆积紧密 溶解性很差 以糖苷形式存在的异黄酮 由于分 子极性的增大 使的它在水中的溶解度增加 而在有机溶剂中的溶解度则相应减 小 另外 糖的结合位置不同 对糖营在水中的溶解度也有一定的影响 如槲皮 素 3 0 葡萄糖苷在水中的溶解度就大于槲皮素 7 o 葡萄糖苷 这是由于3 o 糖 基与c 4 羰基的立体阻碍使平面型分子变成了非平面型分子 同时7 o h 比3 o h 的极性大 异黄酮由于其特殊的结构受到人们的重视 异黄酮的不同之处在于母 核上的苯环 b 环 不是接在c 2 位上而是接在c 一3 位上 使的异黄酮与雌二醇 在结构上有相似性 通过与雌激素受体 e s t r o g e nr e c e p t o r e r 作用结合发挥 微弱的激素效应 异黄酮对雌激素也有拮抗作用 由于与雌二醇竞争结合e r 使的雌二醇不能产生激素效应 进而对于激素相关的疾病具有保护作用 大豆异 黄酮是一种多元酚类混合物 分为游离型的苷元和结合型的糖苷两类 大豆中的 异黄酮主要以糖苷的形式存在 人体一般不直接吸收此种形式的异黄酮 被人和 动物摄入体内后 以糖苷形式存在的异黄酮在肠道细菌 微生物 b 葡萄糖苷酶 或b 半乳糖苷酶的作用下转化为更具生物活性的苷元 l 郑州大掌硕士掌位 v e 文 1 2 染料木素的研究背景 中药槐角为豆科植物槐 s o p h o r a i a n o n i c a l 的干燥成熟果实 药典记载本品 性寒味苦 能清热泻火 凉血止血 用于肠热便血 痔肿出血 肝热头痛 眩晕 目赤 现代植物学和药理学研究表明 槐角中主要含有染料木素 g e n i s t e i n 槐角苷 槐属双苷 芦丁 槲皮素等黄酮类活性成分 其中 染料木素又名金雀 异黄素 具有明显的抗肿瘤 降血脂 抗动脉粥硬化及改善妇女更年期症状的作 用 染料木素在药用机制方面具有升i 杀伤正常细胞的特点 这存现有的抗癌药物 中实属罕见 因而受到各国医药界的重视 它具有这些性质 主要是因为这种物 质可以改变多种癌细胞基因 使其不能合成蛋白质 最终导致癌细胞自行凋亡 但并不改变正常细胞的基因 美国国家癌症研究中心于1 9 9 6 年己将染料木素列 入肿瘤化学预防药物临床发展计划之中 主要目标是预防乳腺癌和前列腺癌 澳 大利亚n o v o g e n 公司用染料木素和其他三种异黄酮按特定的比例混合制成植物 雌激素的食品补充剖 1 3 染料木素的药理作用 染料木素 4 5 7 三羟基异黄酮 是豆科植物中 种主要的植物雌激素 它和雌激素在结构上相似 染料木素的e q u o l 核上的两个羟基之间的距离与1 7 一d 雌二醇上的相似 羟基对雌激素受体有一个强的亲和力 2 o 1 3 1 植物雌激素功能 染料木黄酮是1 9 3 1 年第一个从大豆中分离出的异黄酮 直到2 0 世纪5 0 年 代 染料木黄酮的雌激素活性才被发现p j 早期的研究主要集中存染料木素的抗 雌激素活性作为一种可能的化学药物的预防机理 染料木黄酮和大豆苷元存结构 上与哺乳动物的雌激素一雌二醇相似 都具有雌激素的活性基团一二酚羟基 它 的雌激素活力仅为雌二醇的1 1 0 0 0 0 到1 5 0 0 0 0 它可与生物体内雌激素受体 e s t r o g e nr e c e p t o r e r 结合而表现出一定的雌激素功能 在雌激素的结合实验中 使用a l p h a b e t a 雌激素受体的蛋白结合实验表明 染料木素作为雌激素受体配体 刺激由a l p h a 受体决定的乳腺癌生长的细胞增殖 然而由染料木素高浓度导致的 2 第一章绪论 细胞毒性是由雌激素受体决定的 干扰雌激素受体的水甲表明染料木素对肿瘤的 增殖有较好的抑制作用 这些肿瘤主要受雌激素水 甲 的影响h 5 1 最初的观察 6 1 表明 染料木素是一个具体的酪氨酸蛋白激酶 一种在癌细胞中被过度表达的 酶 在i c 5 0 1 0 5 0 r u n o l l 的条件下f 7 42 1 染料木素被发现可以抑制与荷尔蒙相关 和与荷尔蒙不相关的癌细胞的增长 当染料木素的浓度低于1 0 p m o l l 时 阳性 雌激素受体的m c f 7 细胞的增长被激励 但是 阴性雌激素受体乳腺癌细胞的 生长却并没有受影响 1 在无腺的情况中 切除卵巢的小鼠被植入人的乳腺癌的 肿瘤细胞 m c f 7 当染料木素的浓度达到7 5 0 1 t m o l l 时 染料木素还刺激肿 瘤细胞的增长 当染料木索的浓度低于3 0 0 1 t m 0 1 4 时 不会引起刺激物增长效应 1 4 染料木素对细胞的生长或增殖的双面效应主要归因于细胞对化合物不同剂量 的不同反应 在低浓度时 染料木素有类雌激素作用 但是当高浓度时 它就扮 演一个反雌激素的角色 染料木素是一种植物雌激素 在体内和体外都表现出弱 的雌激素活性 据报道 雌激索疗法可降低心血管疾病发病率的7 0 降低中风 致死率的3 6 f 1 苷元的结构与人体雌激素非常相似 能防治妇女更年期综合 症 m 防治骨质疏松症 心脑血管病 1 7 1 及抗氧化 清除人体内自由基延缓机体 衰老的作用i l 町 1 3 2 染料木素的预防骨质疏松症作用 人们对染料木素在治疗和抑制与激素相关的癌症 如前列腺癌 乳腺癌等及 降低人体胆固醇 防治心血管疾病等方面已经进行了较多的研究 但对其预防骨 质疏松的效果只是近年来才开展的一些工作 1 9 9 5 年世界卫生组织以美国夏威 夷岛的7 0 岁以上的日本妇女为对象 进行了大豆异黄酮的排泄量与骨密度关系 的病因学调查研究 结果显示 骨密度高的群体其尿中的异黄酮排泄量也较多 而 尿中异黄酮的排泄量又与大豆异黄酮的摄取量成正相关 说明大豆异黄酮的摄取 量与骨密度有一定的关系1 1 6 p o t t e r 利用1 7 a 雌二醇作为对照 进一步对大豆异 黄酮的2 种主要成分d a i 和g e n 抑制骨质损失的能力进行研究 发现d a i 能更 有效的预防卵巢切除大鼠的骨损失 1 9 1 关于大豆异黄酮抑制骨密度降低的作用机 制 a r j m a n d i 等认为是大豆异黄酮能够增强肠道对钙离子的吸收 从而提高了骨 的形成能力1 2 州 3 郑州大掌硕士掌位论文 1 3 3 染料木素的抗肿瘤作用 最近 染料木素抗癌研究已成为世界焦点 已取得很大进展 存很多的流行 病学的研究中有大量的强有力的证据支持大豆食用量与癌症风险之间的肯定联 系 一个包括5 0 个国家的多国研究证实大豆食品是抵抗前列腺癌的功能食品 并且它有相当大的保护作用 大豆作为染料木素唯一的膳食来源 可能与中国 日本对患乳腺癌 结肠癌 前列腺癌率低有关纠 日本人血浆中异黄酮水平比 西方人高7 1 0 0 倍 居住在夏威夷的口本人前列腺癌死亡率较低 而且 与那些 控制的病例相比 大豆异黄酮包括染料木素代谢尿液水平在乳腺癌病人中低的多 2 2 2 3 1 食用大豆的摄入量和子宫癌的发生率之间的联系也有记录1 2 4 从动物实验 研究来看 国外于1 9 9 0 年和1 9 9 5 年分别用大鼠实验 1 9 9 0 年实验发现大豆喂 养的大鼠乳腺癌发生率显著低于对照组 1 9 9 5 年实验发现大豆能明显抑制结肠 癌 据体外实验研究 1 9 9 0 年研究表明 染料木素抑制人髓性白血病细胞 k 5 6 2 生长 对白血病细胞素生长抑制更为明显 另外证实染料木素具有抑制人 体胃癌细胞生长的功能 染料木素对多种组织来源的恶性细胞 包括上皮癌 k b 细胞 结肠癌h c 8 细胞 乳腺癌m c f 7 细胞 h t l 0 0 8 0 纤维瘤 b c l 7 4 0 2 肝癌细胞 都有明显的抑制生长作用 其作用机制主要集中在以下几个方面 1 对致癌剂和促癌剂作用2 2 8 大量实验研究表明 活性氧自由基与癌的发生率有关 存癌的起始促发和进 展阶段都有重要作用 染料木素所含的三个酚羟基作为供氢能与自由基反应 使 之形成相应的分子或离子 猝灭自由基 终止自由基链锁反应 w e 等在白血病 细胞h l 6 0 和小鼠皮肤肿瘤形成模型的实验中发现染料木素抗肿瘤与其抗氧化 作用有关 2 9 1 染料木素是广为人知的p k c 抑制剂 对巨噬细胞中c o x 2 的复制 活性有一个潜在的抑制作用 3 们 在人的癌细胞克隆中使用p 牛乳糖显示基因系 统f 3 l 表明 无论有或没有t n f 的刺激 染料木素都对c o x 2 的增长有抑制作 用 除了作为蛋白激酶 p k c 抑制剖以外 染料木素还通过稳定一种可裂解的 酶 蛋白混合物和调节生物体外m r n a 的转录来抑制核糖体s 6 激酶 3 2 33 1 染料 木素还对n i h 3 t 3 细胞的生长有抑制作用 同时不影响正常细胞的生长 此外它 还可通过抑制致癌物与d n a 加合物的形成抑制n a d h 活性 抑制促癌剂致癌剂 第一章绪论 的促癌致癌作用 2 对性激素作用1 3 4 染料木索在5 1 0 7 m o l l 时可与雌激素竞争性与e r 结合 从而减轻雌激素 促进细胞增殖作用 降低与雌激素有关的癌症发病的危险 抑制率为5 0 同 时研究还发现在低浓度 1 0 s m o l l 时雌激素效应仅相当于雌二醇 4 0 0 0 1 4 0 0 而且染料木素有干扰雌激素作用 长期接触染料木素导致e r m r n a 水平减少和 对雌激素反应下降 染料木素可增加细胞内性激素结合球蛋白合成 还可通过催 乳素作用抑制乳腺癌细胞生长 3 对上皮细胞生长因子受体作用 上皮细胞生长因子受体是一种具有酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋白 在很多肿 瘤表面存在e g f r 高表达 t g f a 和e g f 都是它的配体 染料木素可抑制e g f 引起受体的磷酸化和癌细胞增殖 3 5 1 从而抑制该种肺癌生长 通过抑制依赖酪氨 酸蛋白激酶的e g f 受体可能缓解主要致癌基因的表达 人们通过对转换基因的 老鼠的试验中看到了分子水平上对前列腺癌生长控制的重要性 老鼠都被经过基 因改造带有前列腺癌 染料木素可以降低腺癌的发生率 这些腺癌主要是由剂量 控制的腺癌 男性荷尔蒙受体控制的腺癌 雌激素小受体 黄体酮受体 e g f 受体 类胰岛素生长因子 1 和e r k 1 有关的腺癌 3 6 1 在相同的实验条件下 雌 激素受体一b 和t g f o t 没有受到影响 染料木素对前列腺癌 d u l 4 5 的治疗是 因为它对t g f 仅的完全抑制 先是诱导e r b b l 的活性 随后抑制t g f a 对e r b b l 的亲和活性 因此抑制e r k i 2 的活性口7 1 4 抗肿瘤血管生成作用 肿瘤心血管生成是肝肿瘤侵袭转移的基本步骤 肿瘤血管形成对肿瘤的发生 发展起着非常重要的作用 血管生成是一个复杂过程 包括基底膜被蛋白酶溶解 细胞外基质的蛋白水解 内皮细胞的迁移和增殖 细胞外基质的产生 血管管腔 形成及新生血管吻合成网 每一步骤都可能成为对肿瘤的血管形成及转移进行药 理干预的靶点 染料木素对静止非分裂细胞不产生抑制作用 而专一的抑制增殖 的血管内皮细胞 还可通过多种血管生成因子 如血管内皮因子 v e g f 碱性 生长因子 b f g f 组织因子 t f 表皮生长因子 e g f 转化生长因子a t g f a 血小板生长因子 p d g f 等抑制血管生成的多个环节 达到对肿瘤血管的生长 郑州大掌硕士学位论文 抑制 1 3 4 染料木素的抗菌消炎作用 早在几千年前中国的文献中就记载了大豆有治疗肠炎的作用 这说明和其中 的染料木素有关系 h a l i n a 等用染料木素治疗由2 4 6 三硝基苯磺酸诱导的豚 鼠汇肠炎 发现染料木素有一定的抗炎作用p 引 谢明杰等的实验也证明染料木素 对细菌和部分真菌有较强的抑制作用p 9 1 1 3 5 抗遗传性的血管骨髓瘤的活性 染料木素抗遗传性的血管骨髓瘤的活性近年来被广泛的关注 人们发现染料 木素有抑制e n d o t h e l i a l 细胞移植和管状的生成 瓤h 在肺癌或黑素瘤老鼠中 染 料木素明显的抑制血的供应 染料木素的抗遗传性的血管骨髓瘤的性质归因于它 对m m p 9 和v e g f 的隐性调节以及对m m p 1 的显性调节即4 3 1 1 4 染料木素的分离方法研究现状1 4 4 4 9 1 1 4 1 有机溶剂萃取法 此法是国内外提取染料木素使用最广泛的方法 常用的有机溶剂主要有 乙 醇 甲醇 乙酸乙酯以及它们的水溶液 本法主要用于提取脂溶性基团占优势的 染料木素 因为染料木素的特殊分子结构 决定了其较大的分子极性 根据相似 相溶的原理 该物质可以被这些极性溶剂溶出 进入溶液相 为下一步的纯化处 理提供了条件 在有机溶剂摹取法中最常用的溶剂是乙醇 即醇提法 提取过程 中 乙醇的浓度对提取结果有较大的影响 一般认为 乙醇浓度的提高有利于染 料木素的提取 1 4 2 超声波法 超声波提取染料木素的原理是其空化作用对细胞膜的破坏有助于染料木素 的释放与溶出 超声波使提取液不断振荡 有助于溶质扩散 同时超声波的热效 6 第一章绪论 应使水温基本维持在一定温度 对原料有水浴作用 因此超声波大大缩短了提取 时间 提高了有效成分的提取率 原料的利用率 1 4 3 高速逆流色谱技术 这是一种不用任何载体或支撑体的液相色谱分配技术 该技术建立在单向性 流体动力平衡体系上 利用相对移动的互不混溶的两相溶剂 在处于动态平衡时 将具有不同分配比的样品组分相分离 目前已成功开发出分析型和制备型高速逆 流色谱仪 h s c c c h i g hs p e e dc o u n t e r c u r r e n tc h r o m a t o g r a p h y 可以用于染料木素 的分离 该技术用于染料木素的分离时 具有分辨率高 分离速度快 分离纯化 同步完成 产品纯度高 不存存载体对异黄酮的吸附和污染 制备量大和溶剂消 耗少等优点 1 4 4 大孔树脂吸附法 吸附树脂是近l o 年来发展起来的一类有机高分子聚合物吸附剂 它具有物 理化学选择性高 吸附选择性独特 不受无机物存在的影响 再生简便 解析条 件温和 使用周期长 节省费用等诸多优点 避免了有机溶剂提取分离而造成的 有机溶剂回收难 损耗大 成本高等缺陷 可广泛用于染料木素的提取 1 4 5 高速离心分离 高速离心分离技术是以离心机为主要设备 通过离心机的高速旋转 使离 心加速度超过重力加速度的成百上千倍 从而使沉淀速度增加 以加速料液中的 沉淀并除去的一种方法 该技术用于染料木素的分离纯化时 与传统的溶剂沉淀 法相比 避免了沉淀带走有效成分而保证了药物的应用效果 具有省时省力 工 艺流程短 成本低廒 容易实现工业化等优点 而且由于是物理分离纯化 不会 引起提取液中染料木素的变化或损失 1 4 6 超临界萃取技术 超临界萃取技术是一种新兴的分离提取技术 它是利用l 临界或者超临界状态 郑州大掌硕士掌位论文 的流体及被萃取的物质在不同的蒸汽压力下具有不同的化学亲和力和溶解能力 所进行的分离纯化操作 染料木素的超临界萃取以co2 为溶剂 它的提取率往 往与萃取温度 压力 co2 消耗量 夹带剂的种类和使用量 原料的装填方式 以及粒度大小等很多因素紧密相关 它与传统的溶剂提取方法相比有一系列优 点 提取分离步骤简单 染料木素得率和含量较高 提取条件温和 不会使染料 木素的生物活性成分发生变化 提取周期短 没有有机溶剂残留 环境友好等 1 5 染料木素的结构改造研究现状 染料木素具有很好的生物活性 因此成为人们的研究热点 很多的研究者对 其进行了结构修饰以期获得一些活性更好的化合物或者研究它们的新的生物活 性 王世范 5 0 1 等在超声波条件下合成了一系列的染料木素衍生物如图1 2 研究 了染料木素的羟基的不同活性 r r 1 c h z c o o c 2 h 5 c h 2 c o o c 2 h 5 c h 2 c o o c 2 h 5 c h 2 c o o h c h 2 c o o h c h z c o o h r 2 h c h 2 c o o c z h s c h z c o o c 2 h 5 h c h 2 c o o h c h 2 c o o h r 3 h h c h 2 c o o c 2 h 5 h h c h 2 c o o h 谭仁祥 5 1 等合成了染料木索衍生物如图l t 3 并发现它们具有潜在的抗骨质疏松 作用 凡 瞄b 凡o r r 1 2 r 2 r 3 2 h o r c h z n x n 1 6r 4 h o r s 0 3 h x h h a l o a l k y l t h i o t e r t i a r y a m i n o 图1 3 第一章绪论 张尊听等 5 2 1 合成染料木素的磺酸化衍生物如图1 4 发现不但增强了其溶解性 而且具有治疗心血管疾病的作用 围1 4 王世范等 5 3 1 合成t t j i 化合物如图1 5 并研究了它们作为雌激素受体调节剂 抗 骨质疏松的生物活性 瞩k8036h 0 o h h m 8 t 踟 m 粕 s o m 3 h 图1 5 l e w i s p t 等岱4 1 合成了染料木素长链酯化衍生物如图1 6 作为硬化防止剂 并且 发现反应具有较好的区域选择性 m j h 2 c 7 c h 2 7 7 c h 2 m e 图i 6 大部分药物的疗效是由药物分子与生物受体分子问的相互作用而产生 因此 药物分子的大小 形状 空间结构及其溶解性对药效影响极大 所以除了设计新 剂型以外 可以通过结构修饰及改变其空间构型 来改善染料木素的水溶性和脂 溶性 从而增强染料木素的药理活性和药效 王秋亚和索志荣分别合成了一系列 的染料木索的磺酸盐衍生物来增强染料木素的溶解性 人们对染料木素的结构改造还有很多 5 5 6 0 下面简单列举了一些改造后的结 构式如图1 7 9 郑州大掌硕士掌位论文 e o f t h h 一 2ck一8一 2cb 1z jii h m e 1 6 课题的来源 研究目的 本课题来源于国家自然科学基金项目 肿瘤靶位蛋白与磷酰化黄酮的弱相互 作用研究 和河南省杰出青年基金项目 磷酰化黄酮与蛋白弱相互作用和作用位 点研究 染料木素具有广泛生物活性 因此成为人们的研究热点 对其进行结构修饰 以期获得一些活性更好的化合物或者研究它们的新的生物活性是其中的一个重 要研究方向 同时染料木素具有异黄酮骨架 其脂溶性和水溶性均较差 导致其 在体内吸收和代谢方面存在诸多问题 因此国内外关于染料木素的研究多停留在 体外试验阶段 限制了它的广泛应用 以它为先导化合物 利用化学方法进行结 构改造 寻找药理活性和生物利用度高的衍生物是当前该领域的一个重要课题 1 0 o k 一 卧 m tb 沪i 第一章绪论 并且已经有了一些成功的事实 如张尊听等合成了一系列的大豆苷元衍生物 并 做了药理实验 结果显示 改造后的大豆苷元衍生物的抗缺氧缺血作用与大豆苷 元相当 但同时却克服了生物利用度低的问题 因此我们期待通过对染料木素进 行磷酰化结构改造 寻找一些有较好的脂水分配系数或生物活性较好的化合物 为以后的相关研究做一点准备工作 1 7 论文的设计思路和研究内容 1 以五种不同的亚磷酸二烷基酯为磷酰化试剂 通过a t h e r t o n t o d d 反应分 别对染料木素进行磷酰化结构改造 并给出它们的i r e s i m s n m r 数据 通 过二维n m r 对相应的n m r 数据进行归属 2 以b 8 二氯磷酰胺二氯为磷酰化试剂 对染料木索进行磷酰化结构改造 并给出它们的i r e s i m s n m r 数据 对相应的n m r 数据进行归属 3 研究几种磷酰化染料木素与溶菌酶的弱相互作用 郑州大掌硕士学位论文 第二章染料木素磷酰化衍生物的设计 合 成和结构表征 2 1 染料木素衍生物的设计 磷在生命过程中具有中心地位和作用 大多数酶的活性依赖磷酰化和去磷酰 化来调节 可逆蛋白磷酰化作用是生物信息在细胞内传递的主要方式 是细胞代 谢 生长 增殖和癌变的调控中心 整个生命过程无不存在磷酰基参与的反应 从化学意义上讲 磷参与的绝大部分生命过程 其化学本质都是磷酰基转移反应 对于这样一类生物体普遍存在的磷酰基转移反应 可应用到医药和农药上 对一 些有潜在生物活性的药物和天然产物的官能团进行磷酰化结构改造 以改变其活 性及仿生作用 a t h e r t o n t o d d 反应是合成此类物质极有价值的方法 本课题组 已经扩大了其改造的范围 例如黄酮类化合物7 羟基黄酮和5 7 二羟基黄酮等 初步的药理结果表明磷酰化后的黄酮对h e l a 肿瘤细胞抑制活性有很大的提高 6 从细胞水平上说明磷酰化黄酮和黄酮药理学活性的差异 进一步证明磷在生 命过程中具有的重要地位以及把磷引入药物改造的潜在应用前景 无论糖脂类还是核酸 磷酸酯类化合物在生物多样性和具有生物活性的化合 物方面都扮演着非常重要的角色 引入一个磷酸酯基能从本质上改变母体分子的 化学或者物理性质 使分子的极性和分子问力发生变化 在现代制药工业中 磷 酸酯类化合物经常被用作前体药物从而来增加它的水溶性 增大生物利用度 6 我们以染料木素为底物 通过a t h e r t o n t o d d 反应 设计合成染料木素的衍生物 1 1 个 均为新化合物 化合物经过红外 质谱 核磁的鉴定 第二章鞠 料术景磷酰化衍生物的设 p c 合成和结 孽表征 表2 1 化合物a k 化合物 r r i r 2 a ch3 ch30 2p o h bc2h5 c2h50 2p o h c c h c h 3 2 c h c h 3 2 0 2 p o h d c h c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 0 2 p o h ec h 3 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 0 h p o c h 3 c h 2 c h 2 0 2 p o fc h 3 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 c h 2 0 2 p 0 h gc h 3 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 c h 2 0 2 p o c h 3 c h 2 c h 2 c h 2 0 2 p o h c h 3 2 c h c h 2 c h 3 h c h c h 2 0 2 p o h ic h c h 3 z c h c h 3 2 0 h p o g l u j c h 3 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 0 2 p o g l u 圣里旦2 垦堡竺坚 竺生 竺坚 堡坐要旦 篁坚 q b q 2 g 坠 化合物合成路线如下 嗡h 洲 也警r 嗡h 喊 2 2 染料木素衍生物的合成 表征 2 2 1 化合物的结构表征 化合物a 无色晶体 产率6 2 m p 1 6 7 1 6 8 1 h n m r 4 0 0 1 3m h z c d c l 3 6 1 2 8 6 8 l h o h 6 7 8 7 s 1 h h 2 6 7 3l d 1 8 6 4 h z 2 h h 2 6 6 6 8 1 s i h h 一8 6 6 8 0 d j 6 7 2 h z 2 h h 3 5 6 6 6 5 t j 2 3 6h z l h h 一6 6 3 9 5 3 9 2 化6 h c h 3 c n m r 1 0 0 6 2m h z c d c b 6 1 8 1 1 2 c 4 1 6 2 8 3 c 一5 1 5 7 1 4 c 4 1 5 6 6 4 c 7 1 5 3 3 5 c 2 1 2 9 7 6 c 2 6 7 1 2 3 8 9 c i7 1 2 1 7 3 c 3 1 1 5 5 7 c 一3 5 1 0 9 1 2 c i o 1 0 3 8 6 1 0 3 8 1 c 一6 9 9 2 0 c 8 5 5 4 1 5 5 3 5 0 0 3 1 pn m r 1 6 1 9 8 m h z c d c l 3 6 一3 7 5 e s i m s m z 3 7 9 5 m 明 7 5 6 3 2 m 棚 7 7 0 3 2 m n a i r 3 2 3 2 o h 2 9 6 0 1 4 4 3 c h 3 1 6 5 6 c o 1 5 1 7 8 3 8 a r o m a t i c i t y 1 2 5 7 p o 1 1 7 7 c o c 1 0 4 4 p o c 化合物b 无色晶体 产率7 5 m p 1 6 4 1 6 5 1 hn m r 4 0 0 1 3m h z c d c l 6 1 2 8 5 s 1 h 一o h 6 7 7 8 s i h h 一2 6 7 1 5 d j 8 5 6h z 2 h h 2 6 7 6 6 7 4 化j 1 6 4h z 1 h h 8 6 6 6 5 d j 8 4 8h z 2 h h 一3 5 6 6 6 1 d j 1 3 2h z 1 h 郑州大掌硕士掌位论文 h 6 6 4 3 2 m 4 h o c h 2 6 1 4 5 t 6 h c h 3 1 3 cn m r 1 0 0 6 2m h z c d c l 3 6 1 8 1 0 8 c 4 1 6 2 7 1 c 一5 1 5 7 0 5 c 一4 7 1 5 6 8 9 c 一7 1 5 5 3 1 c 9 1 5 3 3 5 c 2 1 2 9 4 7 c 一2 6 1 2 3 7 3 c l 1 2 1 2 7 c 一3 1 1 5 5 4 c 一3 57 1 0 9 0 3 c 一1 0 1 0 3 9 4 c 一6 9 9 3 3 c 一8 6 5 4 8 6 5 4 2 0 一c 1 6 1 3 1 6 0 7 c h 3 1 pn m r 1 6 1 9 8 m h z c d c l 3 5 一6 2 3 e s i m s m z 4 0 6 9 m h 8 1 2 6 2 m h l i r3 2 4 8 o h 2 9 2 3 1 4 4 2 一c h 3 1 6 5 6 c o 1 5 1 5 8 4 1 a r o m a t i c i t y 1 2 5 1 p 2 0 1 1 7 5 c o c 1 0 3 9 p 一0 一c 1 化合物c 无色晶体 产率8 l m p 1 6 3 1 6 4 1 h n m r 4 0 0 1 3 m h z c d c l 3 1 2 8 4 s 1 h o h 6 7 8 4 s i h h 一2 6 7 2 4 d j 7 2h z 2 h h 一 2 6 6 6 7 9 q j 2 8h z i h h 8 6 6 7 5 d j 8 4h z 2 h h 一3 5 f i 6 6 3 t j 2 4h z 1 h h 一6 6 4 8 2 m 2 h o c h 6 1 4 2 1 2 h c h 3 cn m r 1 0 0 6 2 m h z c d c l 3 6 1 8 1 1 0 c 一4 1 6 2 6 6 c 一5 1 5 7 0 5 c 4 1 5 6 8 9 c 一7 1 5 5 6 6 c 一9 1 5 3 3 3 c 一2 1 2 9 5 1 c 2 7 6 1 2 3 7 3 c l 1 2 1 3 8 c 一3 1 1 5 5 6 c 一3 5 1 0 8 9 1 c 1 0 1 0 3 9 9 c 6 9 9 3 1 c 一8 7 4 7 5 7 4 6 9 0 c 2 3 6 2 c h 3 pn m r 1 6 i 9 8 m h z c d c l 3 5 一8 1 5 e s i m s m z 4 3 4 9 m h 8 6 8 5 1 2 m h i r3 2 5 0 一o h 2 9 8 5 1 4 4 6 c h 3 1 6 5 5 c o 1 5 1 6 8 3 7 a r o m a t i c i t y 1 2 4 4 p 0 1 1 7 3 c 一0 一c 1 0 1 8 p o c 化合物d 无色晶体 产率7 2 m p 1 3 4 1 3 6 1 hn m r 4 0 0 1 3 m h z c d c l 3 6 1 2 8 5 s 1 h 一o h 6 7 8 1 s 1 h h 一2 6 7 1 8 d j 2 8 4h z 2 h h 2 6 6 6 7 5 d j 0 8 4 1 h h 一8 5 6 6 8 d j 8 4 4h z 2 h h 一3 5 6 6 6 1 t j 1 6 8 h z i h h 一6 6 4 2 0 m 4 h o c h z 6 1 8 0 m 4 h c h 2 6 1 0 2 t 6 h c h 3 1 3 cn m r0 0 0 6 2 m h z c d c l 3 6 1 8 1 1 1 c 一4 1 6 2 7 3 c 一5 1 5 7 0 8 c 一4 1 5 6 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心4 h h 2 6 h 一8 h 一6 6 6 6