吡唑衍生物合成、生物活性及罗丹明B类pH荧光探针

【摘要】第一部分：吡唑衍生物是一类非常重要的含氮杂环化合物,该类化合物具有广泛的生物活性,比如抗癌、抗炎、杀菌、抗氧化、抗抑郁、抗血管生成和抗感冒等。另外,已有多个吡唑类化合物被当作药物来使用,如塞来昔布、西地那非、扎来普隆和瑞司瓜特。自顺铂的抗癌活性被报道以来,金属复合物在药物化学领域一直发挥着重要的作用。过去的几年里,大量具有抗癌活性的金属复合物被报道,例如金类、铑类、钌类、二茂铁衍生物等。由于二茂铁基团具有独特的氧化还原性以及形态学上与苯环相似的芳香性和亲油性,在有机分子中引入二茂铁基团往往能够提高小分子的生物活性。在这一部分里,我们设计合成了多个系列新型吡唑衍生物,通过红外、核磁共振、高分辨质谱及X射线衍射对化合物的结构进行了表征,并进一步研究了化合物的抗癌活性和光谱性质。第一章,对吡唑衍生物和二茂铁衍生物在生物活性方面的应用,及吡唑并杂环的化合物的合成进行了简要总结。同时还简要综述了微波辐射在有机合成中的应用和旋光活性对药物活性的影响。第二章,通过微波辐射法合成了一系列含有手性氨基醇结构的二茂铁基吡唑衍生物。通过红外、核磁共振、高分辨质谱及X射线衍射对化合物的结构进行了表征。初步的生物活性评价表明,该系列化合物能够抑制肺癌A549和H322细胞的增殖。第三章,通过微波辐射法合成了一系列手性二茂铁基吡唑并[1,5-a][1,4]二氮杂卓-4-酮衍生物。通过红外、核磁共振、高分辨质谱及X射线衍射对化合物的结构进行了表征。初步的生物活性评价结果显示,部分化合物能够抑制肺癌A549、H322和H1299的增殖。第四章,合成了一系列新型的手性3-二茂铁基-1-(2-羟基-3-(苯胺基)丙基)-1H-吡唑-5-甲酰肼衍生物,通过红外、核磁共振及高分辨质谱对化合物的结构进行了表征。部分化合物可以抑制肺癌A549细胞的增殖。第五章,合成了一系列(E)-1-苄基-N□-(3-香豆素亚甲基)-3-芳基-1H-吡唑-5-碳酰腙衍生物。化合物的结构得到了红外、核磁共振、高分辨质谱和X射线衍射实验的确认,同时还考察了部分化合物在四氢呋喃、甲苯和乙醇溶剂中的紫外吸收和荧光性质。第二部分：细胞内pH值在许多细胞行为中发挥重要作用,如细胞生长、凋亡、自噬、离子运输与平衡和酶活性保持等。细胞内环境有不同的pH值,如细胞质是弱碱性的(pH-7.2),而溶酶体和核内体的内环境为酸性(pH4.0-6.0)。细胞内pH异常往往导致细胞功能障碍,从而导致很多疾病的发生,如阿尔茨海默症、中风和癌症,因此监测细胞内pH值的变化对研究细胞新陈代谢、生理和病理过程具有重要意义。由于荧光探针具有高的灵敏性和选择性、响应快、操作简单、对细胞无损伤等优点,利用荧光探针来检测细胞内pH值的方法引起了人们的关注。其中,由于罗丹明类染料具有优异的生物相容性及光学性质,它们已被广泛地应用于金属离子检测和细胞成像。基于此,我们设计合成了三个罗丹明B类pH荧光探针RML,RC1和RC2。第一章,简要综述了荧光探针的识别机理和pH荧光探针的研究进展。第二章,合成了一个含有溶酶体靶向基团4-(2-氨乙基)吗啉的pH探针RML。该探针具有长的激发和发射波长、高的灵敏性和选择性及膜透性。RML的pKa为5.16,适合于酸性细胞器中pH的测定,该探针被成功地用于溶酶体标记及细胞内pH的测定。第三章,以香豆素为能量供体、罗丹明B为能量受体,通过改变连接基团,合成了两个FRET类pH比率荧光探针RC1和RC2。探针RC1可以比率测定pH2.20-4.20范围内的pH变化,而探针RC2适用于pH4.20-6.00范围内pH变化的比率测定。本论文的创新点：1.将二茂铁基团和毗唑基团拼接,合成了三个系列手性二茂铁基吡唑衍生物,生物活性评价表明,这些化合物均能抑制肺癌A549细胞的增殖。2.将荧光基团(香豆素结构)引入到吡唑衍生物中,合成了一系列可以发荧光的吡唑酰腙衍生物,为以后研究其活性机理提供了便利。3.首次将溶酶体靶向基团—4-(2-氨乙基)吗啉引入到罗丹明B类pH探针中,合成了探针RML。探针RML具有高的灵敏性。4.合成了两个FRET类pH比率荧光探针RC1和RC2。探针RC1可以比率测定pH2.20-4.20范围内的变化。探针RC2具有高的灵敏性,可以比率测定pH4.20-6.00范围内的变化。
【作者】申世立；
【导师】赵宝祥；苗俊英；
【作者基本信息】山东大学，有机化学，2014，博士
【关键词】吡唑；二茂铁；生物活性；罗丹明B；pH荧光探针；

【参考文献】
[1]路瑞娟.氮掺杂石墨烯/二氧化钛杂化材料的制备及其光催化降解染料[D].郑州大学,2013.
[2]邓雪.高中生英语学习动机的研究[D].首都师范大学,学科教学,2013,硕士.
[3]陈富赞,寇纪淞,李敏强.基于邻接网络的序列规则挖掘算法[J].系统工程学报,2002,05:385-394.
[4]黄奔.小鼠胚胎干细胞培养相关影响因素的研究[D].广西大学,动物遗传育种与繁殖,2004,硕士.
[5]晚春东,王娅,索君莉.供应链环境下食品质量安全风险问题研究[J].哈尔滨工业大学学报(社会科学版),2014,06:136-140.
[6]李锦超.节能电梯系统中双向DC-DC变换器关键技术的研究[D].哈尔滨工业大学,电机工程,2013,硕士.
[7]王勤辉,解桂林,杨秋辉,吴学成,骆仲泱.鼓泡流化床内颗粒旋转速度的实验研究[J].中国粉体技术,2014,04:8-12.
[8]王澄,刘德荣,魏庆来,赵冬斌,夏振超.带有储能设备的智能电网电能迭代自适应动态规划最优控制[J].自动化学报,2014,09:1984-1990.
[9]杜明珠.硅含量及苛化工艺对白泥性能的影响研究[D].陕西科技大学,轻工技术与工程,2013,硕士.
[10]金广业.可编程序控制器应用设计方法[J].冶金自动化,1993,05:3-8+58.
[11]齐建民.民办高职院校大学生就业现状及提高就业质量的途径探析[D].郑州大学,思想政治教育,2013,硕士.
[12]张洪涛.山东医专临沂校区校园手机一卡通系统分析与设计[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[13]张涵.拉祜族创世史诗《牡帕密帕》传承方式的研究[D].云南艺术学院,艺术学,2013,硕士.
[14]罗晓萌.顾客搜索和零售商搜索下产能有限的库存优化及定价策略[D].华中科技大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[15]阮治明.关于发展我国数控技术的思考[J].组合机床与自动化加工技术.1992(12)
[16]熊小粱.比照与借鉴：我国中小学教育工会的发展问题研究[D].南昌大学,教育经济与管理（专业学位）,2012,硕士.
[17]王雪青.静心制动方治疗抽动障碍疗效观察及与神经递质的相关研究[D].北京中医药大学,中医学,2013,硕士.
[18]张艳青.模糊限制语在中英商业广告语篇中的对比研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[19]张刚.胡锦涛群众观研究[D].东北大学,马克思主义哲学,2010,硕士.
[20]沈东升.一种连续属性离散化的新算法[J].漳州师范学院学报(自然科学版),2003,04:27-30.
[21]张现成.分层稀燃喷雾壁面复合引导LPG直喷发动机混合气形成过程的数值解析[D].山东建筑大学,机械电子工程,2013,硕士.
[22]胡佩佩.《押沙龙，押沙龙！》中的种族创伤与种族身份重建[D].西南大学,英语语言文学,2013,硕士.
[23]李瑞峰,曾琳.能源革命下的煤炭需求峰值及供应能力预测[J].煤炭工程,2014,10:6-10.
[24]曾凡传.南海诸岛主权归属的法理研究[D].燕山大学,政治学理论,2013,硕士.
[25]张艳.协同视角下的山东省产业集聚效应研究[D].哈尔滨工业大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[26]刘倩.发展的合理性问题研究[D].延安大学,马克思主义哲学,2014,硕士.
[27]管东升.移动通信业客户流失行为预测技术的研究[J].电脑开发与应用,2005,10:57-59.
[28]张生.中国古代权威秩序中的法统——一个结构与功能的分析[J].中国政法大学学报,2014,01:21-30+158.
[29]王勇猛.硫化氢参与异源性慢性应激诱发内脏痛的分子机制研究[D].苏州大学,神经生物学,2013,硕士.
[30]吕红伟.信息化对云南省农村经济增长贡献的实证研究[D].云南财经大学,国民经济学,2013,硕士.
[31]侯成福,高书琴,蒋连斌.红海玄武岩覆盖区拖缆地震采集技术[J].石油地球物理勘探,2008,03:247-251+370+19.
[32]吴红梅.知识管理的困境探析[D].苏州大学,马克思主义哲学,2003,硕士.
[33]余泳.加工贸易与工薪差距[D].河南财经政法大学,国际贸易学,2013,硕士.
[34]焦磊.增程式电动汽车动力总成参数匹配及控制策略研究[D].长安大学,车辆工程,2013,硕士.
[35]张鹏,孙振海,耿延玲,匡少平.RGO/BiVO_4复合光催化剂的EDTA辅助水热合成及表征[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2015,01:33-37.
[36]冯秉福.青海省畜牧推广体系现状、服务效率及相关制约因素研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[37]顾益磊,唐庚,黄晓明,陆翌,裘鹏,华文.含多端柔性直流输电系统的交直流电网动态特性分析[J].电力系统自动化,2013,15:27-34+58.
[38]张力三.内源性组胺对大鼠PTZ点燃癫痫及点燃后记忆障碍的作用[D].浙江大学,药理学,2004,硕士.
[39]韩开锋,曾新吾.用边界元数值模拟验证Hudson裂缝介质理论[J].石油地球物理勘探,2006,05:534-540+614+488.
[40]记者曾雯璐.多重利好送沪指重上2200点创业板继续大涨创反弹新高[N].上海证券报,2013-05-04005.
[41]陈韵,王尚槐.LDV中频率跟踪器的误差分析与高精度微机数据处理器设计[J].冶金自动化,1988,01:28-31.
[42]吴丹,王亚军,侯式娟,陈健初,叶兴乾,陈国烽.物化处理食品工业废水的研究进展[J].食品工业科技,2014,06:364-367+400.
[43]靳玉宝.异构网络丢包区分与拥塞控制方法研究[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[44]许强,许巧薇.县域中小企业转型升级的典型经验、问题和对策建议[J].上海企业,2013,03:70-72.
[45]金贤华.绵羊BMPR-1B基因shRNA的设计与验证[D].新疆农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[46]吴瑞楠.基于STEP-NC的开放式数控系统构建及其关键技术研究[D].沈阳工业大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[47]张瑞娥.A Comparative Study of Chinese and English Proverbs and Their Translation[D].安徽大学,英语语言文学,2004,硕士.
[48]巩明超.秦皇岛首秦金属材料有限公司发展战略研究[D].燕山大学,工商管理,2013,硕士.
[49]王富广.双相不锈钢裂纹萌生及扩展的有限元模拟[D].西安工业大学,材料加工工程,2014,硕士.
[50]张丹.宫内糖脂代谢、出生体重与子代早期生长发育的相关性研究[D].复旦大学,儿科学,2012,硕士.