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香豆素

  2013年1月广州化工 Guangzhou Chemical Industry V01.4l No.1 January.2013 香豆素及其衍生物的利用研商 (中邦矿业大学化工学院,江苏徐州221116)摘要:自然产品香豆素类化合物因为额外的内酯构造,所以具有必然的光学功能;正在生物体内能与民众半酶的活性部位 连合而使酶落空活性,使其具有必然的药理影响与生物活性。所以,正在化学、处境、医药、解析等范围有着普通的利用。分离概 述了香豆素正在光学与生物方面的利用研商近况。 症结词:香豆素;光学活性;生物活性;利用 中图分类号:0622 文献标识码:A 著作编号:100l一9677(2013)01—0041—04 The Research Progress itsDerivatives QIAN Lu—lu,HAN Xiang—en,HAN Hui,CHEN Xu—zhong,YUAN Huan—huan (College ChemicalEngineering Technology,ChinaUniversity Technology,JiangsuXuzhou 221 116,China) Abstract:Natural coumarins had certainoptical properties because specialstructure lactone,whichcan influence keypart enzymelose activity,and certainpharmacologi— cal effects biologicalactivity.Therefore,they played acrucial role s0on.The research progress summarized.Key words:coumarins;optical properties;biological activity;applications 香豆素类化合物,是以苯并吡喃酮为母体的构造化妆化合 物,它可能分为纯洁香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素等。普通 存正在于植物中,极度是正在伞形科、芸香科等植物中。香豆素由 于额外的内酯构造,不光具有优秀的光学活性,且具有优异的 心理活性。所以,正在化学、处境、医药等范围有着普通的利用。 1具有光学活性的利用研商 香豆素因为具有C=C及0【,B一不饱和环内酯构造,变成 了较大1T共轭系统及较为刚性的平面构造。通过对香豆素母体 的化妆正在紫外光的勉励下惹起分子内电荷变动和电子云密度的 从头分派。所以,正在可睹光局限内,具有很强的荧光功能。改 变庖代基或加强共轭系统,将改换其光谱局限,从而取得分歧 量子效能的香豆素类化合物,进而利用于各式荧光质料,如荧 光染料…,生物解析的荧光探针旧1等。 1.1染料敏化剂 计划以香豆素衍生物行为染料敏化纳米晶太阳能电池的敏 化剂,具有摩尔消光系数高、富厚的分子构造计划、本钱低、 处境友爱的特色J。且“电子给体一订共扼桥一电子受体” (D一1T—A)构造的香豆素染料的光谱反应局限宽,染料分子 的勉励态可能更有用地变成电荷星散态,极大地进步了DSSC 的功能。 Hara小组合成了系列香豆素衍生物,通过正在香豆素骨架中 引入一CH=CH一,一CN,一COOH基团,正在可睹光区有较宽的 接收带,接收局限推广到400-750 Bin。2003年H1合成的NKX一 作家简介:钱露露(1987一),女,硕士研商生,研商范围:成效质料。 2311(化合物1),以它行为DSSC的敏化剂取得J。。=14.0 mA cm~,Voc=600 mV,-q=5.6%(AMl.5)。另合成的NKX一 2586”o(2),Jsc=15.1 mA cm~,Voc=470 mV,"rl。3.5% (AMl.5)。而NKX一2593b1(3),NKX一26771(4)正在此根本上 引入含1r共轭的噻吩环,增大了全豹分子的共轭系统,加强了 分子的安稳性。个中,NKX一2677行为染料敏化剂取得JSC= 14.3 mA cm一,Voc=730 mV,q=7.4%(AMl.5)。 Seo KD等"1合成了新型D—A一霄一A构造的香豆素染料 5,苯并噻二唑基团的引入可能显明低浸最高吞噬轨道和最低 空轨道能带隙,所以其最大接收波长红移,进步了摩尔消光系 数和对可睹光的捉拿才具。其J。。=14.3 mA cm~,Voc= 580 mV,叽=5.97%(AMI.5)。 OOH目前合成的香豆素类染料敏化剂的效能相对付金属配合物 类染料敏化剂要低,所以合成新型高效的香豆素染料将是人们 一连研究的对象。 万方数据 42 广州化工 2013年1月 1.2荧光传感器 香豆素的荧光团具有光安稳性好、光物理化学性子可调、 荧光量子产率高、Stokes位移大的便宜1,是荧光传感器中优 秀的侯选荧光团。荧光传感器能将分子识其它讯息转化为荧光 信号,计划道理旧1是基于光诱导电子变动、分子内电荷变动、 电子能量变动。以香豆素为根本的阴阳离子、中性粒子的识别 影响正在医药、处境等范围取得普通利用。 Helal A等叫合成了噻唑香豆素类的荧光化合物6拣选识 别Cu“,它具有高拣选性、高活络性、可逆性的便宜。因正在3 一位上的噻唑环具有很强的吸电子才具,可凭借分子内电荷转 移道理来计划荧光传感器,1与Cu“1:1正在pH=7.4时变成 络合物,Cu“加强了香豆素环上的羰基的吸电子才具,络合物 的勉励态比基态更安稳,导致荧光接收光谱红移48 am,络合 物的荧光颜色由浅绿色变为黄色,其展现出荧光加强后果。 Kim等…1合成了基于光诱导电子变动机理的新型高拣选性 的检测H92+的荧光传感器7,它是将二氯荧光黄和哌嗪基香豆 素通过Mannich反响合成而来的,2与Hgz+变成的络合物有较 高的荧光动作,颜色由先前的绿色变为粉血色。此传感器对 H92+的高拣选性不会由于其他碱金属、过渡金属的存正在而受影 响,可能检测H92+的最低浓度为4.310~mol/L。 1.3荧光探针用于符号的香豆素类荧光探针正在生物解析中有着普通应 用,其荧光性子与其所处的物理化学处境(温度,粘度,酸碱 性)亲密闭联,所以展现出较高的活络性和笃志性。 Guha S等引计划了香豆素类的(VAC)H92+荧光探针 (Scheme 1),并通过一系列光谱解析仪器确定了变成的复合物 构造,行使EDTA行为掩蔽剂来歼灭cu“、Ni2+和zn“的干 扰。该探针正在勉励波长为350 nm时,荧光发射强度为550 nm, 具有很强的荧光性。往后,Guha S等【”1又研商出基于噻吩类 的香豆素(TMC)的荧光探针,它能正在其他阳离子的存鄙人选 择性的检测c,+,取得具有强荧光的复合物(Scheme 2)检出 限为1 X10“M,该探针具有高拣选性的活络性。 SchemelCr(NO,),.9H10 PET Reduced. Produced CHEF Scheme2 1.4其他方面 香豆素类衍生物还可利用于荧光增白剂1,即正在香豆素环的 3位,7位引入分歧的庖代基可制得分歧增自强度、荧光色调、耐 光牢度的增白剂,其普通利用于纺织印染业与塑料加工业;计划 的荧光染料1中,3位上的庖代基为苯并咪唑等芳杂环基;因具 有较高的热安稳性和杰出的透光功能行为非线具有生物活性的利用研商 香豆素类化合物由于因素的众样性而具有药理和生物活 性,如抗肿瘤、抗HIV、抗氧化、等,大个人香豆素衍生物与 酶的活性部位连合使酶落空活性“。其是主要的药用自然化合 物。所以,侦察从植物中提取的自然香豆素为先导化合物实行 研商,合成并筛选出高效低毒的香豆素类化合物利用于成药开 发已成为药物研发的热门对象。 2.1抗肿瘤活性 具有抗肿瘤活性的香豆素闭键分为纯洁香豆素、呋喃香豆 素、吡喃香豆素。其不光能直接抑遏癌细胞,通过抑遏卵白质 与核酸的合成来杀死肿瘤细胞,并且可能加强身体免疫力进而 出现抗癌影响。目前,巨额古板的药物化疗会让癌细胞出现抗 药性(MDR)。Wang SQ等71用石油醚和氯仿凯旋地从毒芹中 提取了一种新型二聚香豆素化合物8和另十种香豆素化合物, 个中8具有潜正在的药用价格。另通过抗阿霉素细胞K562/A02 来评估其余十种香豆素对其MDR的反转活性,创造化合物9 和lO具有显明的活性,且对生物细胞没有毒性。 固然香豆素衍生物具有少许自然的生物活性,不过直到近来几年才利用于与肿瘤干系的碳酸酐酶抑遏剂(CAIs),研商 创造,具有羟基和乙酰基的香豆素衍生物假使是同分异构体也 展现了较高的拣选性。Garta F等副合成了一系列新型纯洁香 豆素席卷2一硫基香豆素。这些7庖代的(羟乙氧基、甲苯黄 酰基乙氧基、2一氟乙氧基)香豆素衍生物对付人类细胞质基 质的亚型hCAI/II完整没有阻制影响,而对付跨膜亚型的CAIs— IX/XII具有极好的亲和性。 2.2抗HIV活性 人类免疫缺陷病毒1型(HIV—I)编码有15种分歧的蛋 白质,如逆转录酶(RT)和卵白酶(PR)就被行为歇养靶点。 目前是用核苷酸类药物用于临床歇养,以HIV病毒的逆转录酶 为靶点,此类药物拣选性较差,对人体细胞的毒性大,且可使 HIV病毒出现抗药性。所以,可能开辟以自然化合物为先导化 合物而实行的药物研商。Olomola T等引合成了5香豆素类化 合物11,其可能行为潜正在的HIV—RT/PR抑遏剂。 Dang B等【驯计划合成了7种香豆素类化合物,并实行了 相应的药效学尝试,将HIV—l RT及HIV一1 PR以及细胞内病 毒复制为靶点,诈骗酶学模子与细胞提拔模子实行药物筛选以 实行构效联系的研商,部瓦解合物显示了分歧水平的抑遏HIV —l复制活性,个中V0201(12)影响最强,它对HIV—l PR和 HIV一1 RT的抑遏浓度(Ic50)分离为3.56和0.78 ILmol L~;正在PBMC提拔尝试中,V0201对HIV一1复制的Ic。为 0.036 I山mol 钱露嚣等:香豆素及其衍生物的利用研商43 RR矗 BrHHH 00eMt。H 3c Cl H2.3抗氧化活性 香豆素衍生物抗氧化才具与母核庖代基的品种和地方有 闭,4一甲基香豆素正在7,8位化妆活性基团能使抗氧化与去除 氧自正在基才具加强。Manojkumar P等"合成一系列新的4一甲 基一7一庖代香豆素衍生物,个中化合物13具有较高的抗氧活 性,可能行为先导化合物,利用于成药的开辟。 其余,香豆素类化合物与分歧的金属离子(Cu2+,Fe“, Fe”)变成的配合物不光可能保留乃至加强其生物活性。Patel KS等旧引合成了以香豆素类化合物为配体,以Cu2+为核心的新 型配合物14,行使铁还原抗氧化才具法(FRAP)来检测此配合 物的抗氧化才具,即所测的样品将T},rZ—Fe(III)复合物还原 为T眦一Fe(II)复合物的才具。将1.2 mL FRAP试剂与 0.5 mM样品溶液配成40.0 IzL溶液,正在37时提拔15 min, 以抗败血酸行为圭表参考抗氧化剂。尝试结果声明,比拟于纯 香豆素化合物,配合物(c1一c6)具有强的体外抗氧活性,其 中c3的抗氧化值高达407.02 mmol/100 g,行为参考的抗败血 酸的抗氧化值为500 mmol/100 xHOR=m—O(C1):p-CI(C 2);m—OH(C’);p-OH(c’; p-OH—m—OCH3(C’》;H(c’ 2.4其它方面 香豆素衍生物还具有抗细菌真菌活性、抗凝血、抗痉挛、 抗炎等众方面的生物活性。其可能对各式病毒的逆转录酶、蛋 白酶、整合酶起到抑遏影响‘231,所以,其成为成药矫正中弗成 贫乏的个人。 3预测 跟着香豆素类化学、合成化学、分子生物学的进展,越来 越众的香豆素衍生物的光学与生物活性被认知与利用。将分歧 基团引入香豆素母体,颠末构造化妆取得富厚的香豆素衍生 物。光学活性的研商已普通利用到化学工业中;香豆素衍生物 更是正在对疾病的歇养上显示出广大的潜力,寻找更众的高效低 毒的香豆素药物已成为药物研发的主要职业之一。香豆素衍生 物目前已成为化学、生物的研商热门,具有广大的经济价格。 参考文献Zhou SH,Jia Ja,Gao JR,et a1.The one—pot synthesis fluorimet-ric study Pig—ments,2010,86:123—128. Dalapati S,Jana S,Alam MA,et a1.Muhifunctional fluorescent probe selective Cu(II)andFe(III)with dual—mode bindingapproach fJ1.Sensors ActuatorsB,2011,160:1106—1111. [3]Zhang X,Zhang JJ,Xia YY.Molecular design coumarindyes dye—sensitizedsolar cells[J].Journal Photochemistry PhotobiologyA,2008,194:167—168. [4]Hara K,Tachibana Y,Ohga Y,et a1.Dye—sensitized nanocrystalline Ti02 solar ceus based novelcoumarin dyes[J].Solar Energy Mate— rials SolarCeHs,2003,77:89—103. [5]Hara K,Kurashige M,Danoh Y,et a1.Design Hewcoumarin dyes having thiophenen moiedes highlyefficient organic dye sensitized so- lar cell[J].New,J.Chem.,2003,27:783—785. [6][Ham K,Wang zS,Sato T,et a1.Oligothiophene—containing COU. matin dyes efficientdye—sensitized solar cells[J].Phycical Chem istry B,20Q5,32(109):15476—15482. 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(下转第55页) 万方数据 石嘉宇等:纳米ITO水性浆料分开功能的影响身分研商55 的安稳性。所得浆料的透光率与超声分开时刻的联系如图5所 示,跟着超声分开时刻的扩展,分开安稳性开始扩展,正在到达 15 min的时间透光率到达最小值。一连扩展超声时刻,分开稳 定性反而略有低落,起因是超声波分开时,跟着时刻的扩展, 热能和板滞能对扩展,颗粒共振运动加快,扩展了颗粒碰撞的 几率,从而导致从头重逢。是以超声分开时刻不必要太长, 15 min即可。 2.6球磨分开对浆料安稳性的影响 gITO粉体分离与0.4g的PVP、100 mL的蒸馏水, 选用球磨分开机(150 rpm),通过改换球磨分开机的分开时问 来研商浆料的安稳性。所得浆料的透光率与超声分开时问的闭 系如图6所示,跟着球磨分开时刻的扩展,浆料安稳性加强并 趋于平均。正在时刻抢先15 h后,分开安稳性变革不大,从经济 本钱酌量,球磨的最佳时刻为15 分开时刻,h图6球磨分开时刻与透光率的联系图 Fi导6 The transmittance differentball—milling time 2.7组合分开形式对浆料安稳性的影响 组合分开形式对安稳性的影响Table IThe effect combinationdispersion stability续外1 高速分开2.h。!j紧分开 19.7% 22.3% 15 rain+球磨分开15 h从外l中可能看出,组合分开形式要比简单的分开后果好 许众,几种形式组合的结果都还可能,然而存在的时刻分歧, 可能依据现实景况拣选。个中,高速分开2 h+超声分开 15 rain+球磨分开15 h这种办法最好,无论是正在浆料安稳性上 照旧正在时刻的存在上都是最佳的。此形式制得的浆料安稳功能 保留正在2礼拜以上。 3结论 以ITO粉体为原料,研商分歧含量分开剂、pH值、球磨 时刻、ITO粉体用量对水性浆料的影响解析,从而制备安稳性 和分开性都最佳的ITO水性浆料。应用PVP分开剂,分开剂的 用量为ITO粉体质料的10%,pH值为8支配,应用高速分开 2h+超声分开15 min+球磨分开15 h可制备分开功能杰出的 纳米ITO浆料。 参考文献 朱协彬,段学臣,陈海清.三种分开剂对ITO浆料安稳功能的影响[J].中邦有色金属报,2007,17(1):162—165. 许启明,张磊.聚乙烯吡咯烷酮及钛酸酯对ITO浆料的分开安稳性侦察[J].精采化工,2011,28(1):29—38. 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