目錄 1 前言 1 題的目的和意義 1 關(guān)研究概況 1 醌類物質(zhì)的活性研究 1 離提取及分析 2 醌類的修飾、改造 2 醌類藥物的介紹 2 究內(nèi)容，方法和技 術(shù)路 線 2 究內(nèi)容 2 49， 10 3 3 2 實驗 部分 4 驗 試 劑與儀器 4 4 4 標化合物的合成 5 149 ,10 5 49 ,102 5 49 ,102 5 49 ,102 6 49 ,102 6 49 ,102 6 49 ,102 7 49 ,102 7 合成化合物殺菌活性的測定 8 養(yǎng)基的制備 8 培養(yǎng)基的滅菌 8 藥液的配制 8 超凈工作臺的滅菌 8 帶毒培養(yǎng)基的制備 8 接種病原菌 9 培養(yǎng) 9 測試 9 實驗記錄 9 3 結(jié)果與討論 1 1 149 ,10 的合成 11 化合物 、 、 、 的合成 11 化合物 的合成 12 化合物 、 的合成 12 抗菌活性的討論 13 4 致謝 13 5 參考文獻 13 149,10作者： 指導教師： 摘 要： 羥基蒽醌類化合物是虎杖、大黃和決明子等中藥的主要有效成分之一，具有一定的抗癌、抗炎和抗菌等活性。本文首先合成了 149,10合物，然后以其為母體進行結(jié)構(gòu)改造，合成了 7個蒽醌類衍生物。最后通過生長速率抑制法測得了 8個蒽醌類衍生物的抑菌活性，但活性都較弱。 關(guān)鍵詞 ： 羥基蒽醌；結(jié)構(gòu)改造；抑菌活性 of 10 as of so We 0 of of by 1 0 49,101 1 前言 題的目的和意義 蒽醌類物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)式如下： 蒽醌類物質(zhì)是自然界中廣泛存在的一類具有多種活性的物質(zhì)，是從掌葉大黃（ .）唐古特大黃（ .）藥用大黃（ .）決明子、鼠李、蘆薈、虎杖等大黃屬、蓼屬、鼠李屬和番瀉葉等中藥中分離得到的活性成分。 自古以來，蒽醌被用作天然染料，后來發(fā)現(xiàn)它們是許多植物的有效成分而受到重視。蒽醌類化合物是許多中草藥中的有效成分 ,有的有瀉下作用 ,有的能抗菌 ,有的能降壓降脂 ,有的能抗癌 ,有的能抗病毒 ,有的能凝血等 , 此外，蒽醌類物質(zhì)還是許多工業(yè)合成顏料的中間體。應用前景非常廣闊。 對自然界中存在的蒽醌類物質(zhì)進行結(jié)構(gòu)改造和修飾，是蒽醌類物質(zhì)研究的一個重要方向。本實驗的目的是合成羥基蒽醌，然后對其羥基進行一系列的親電取代反應。最后測定所得一系列新化合物對植物病原真菌的抗菌活性。這一研究將進一步為尋找高效、低毒、無公害殺菌劑提供理論依據(jù)，使蒽醌類物質(zhì)可能成為新的無公害農(nóng)藥來源。 關(guān)研究概況 醌類物質(zhì)的活性研究 蒽醌類化合物數(shù)量繁多同時也是十分重要的一類化合 物，在很多天然物中都有很高的含量，是許多重要中藥的有效成分，具有抑菌、抗炎、保護肝腎、抑制血小板聚集、改善微循環(huán)、抗癌等多種功效，在臨床上具有較好的應用價值。 在抑菌活性方面，朱廷儒等人報道，從虎杖中提取的醚溶物經(jīng)色譜柱分離得到大黃素，大黃素甲醚等化合物，通過抑菌實驗，發(fā)現(xiàn)具有抗菌活性。張瑜華等人報道，大黃素，大黃素一 8炎雙球菌有抑制作用。大黃素對臨床常用 100株厭氧菌有很強的抑制作用。 8能使 76%厭氧菌生長被抑制，其 外大 黃素對小鼠致病性毛滴蟲也有抑制作用，但對淋病雙球菌作用不明顯。李成林報道大黃素對金黃色葡萄球菌 209P,大腸桿菌，福氏痢疾桿菌均有抑制作用。安銀嶺等報道了大黃素，大黃酚，大黃酸等化合物對植物病原真菌49,102 細鏈格抱，盤多毛抱，票盤色多隔抱，香不竹單飽銹等菌有顯著的抑制作用。 離提取 蒽醌類物質(zhì)分離提取的方法有堿梯度提取法、薄層層析法、氣相色譜法、 細管電泳法。而其中最常用的是堿梯度提取法，該方法是根據(jù)天然蒽醌的酚羥基的酸性及蒽醌、 次用 5%5%5%到不同的蒽醌類化合物。 醌類的修飾、改造 人在蒽醌環(huán)上引入氰基。 到一系列的 3一芳氧基 大黃素和大黃酚的側(cè)鏈甲基溴代，再連上氮芥類基團。陸豫博士在大黃素的 6位引入疊氮基團和胺基基團，合成了 67種新蒽醌化合物。在大黃素的 8位首次引入胺類基團，合成了 9種新的蒽醌化合物。 在大黃素甲醚的 1和 8位首次引入了二個胺類基團，合成了 2種新的蒽醌化合物。并對其生物活性進行了多方面的研究。 醌類藥物的介紹 目前有很多種蒽醌類藥物己經(jīng)上市，蒽醌類抗生素是其中最重要的一類。它是非常有效的抗癌化合物，其抗腫瘤譜較寬。主要分為蒽環(huán)類抗生素；米托蒽醌類抗生素。其它合成的蒽醌類化合物，其中又以蒽環(huán)類抗生素為主。在蒽環(huán)類抗生素中，最主要的是阿霉素和柔紅霉素類抗生素，由于阿霉素對腫瘤有較好的療效，近幾十年來人們對其結(jié)構(gòu)進行了一系列的改造，期望能獲得既有較好活性同時又有更低毒性的藥物。從而大 大的推動了蒽醌環(huán)類藥物的開發(fā)。 論文 研究內(nèi)容，方法和技術(shù)路 線 究內(nèi)容 通過鄰苯二甲酸酐和對氯苯酚在三氯化鋁和濃硫酸存在的條件下與對氯苯酚反應生成 149 ,10后以反應的生成物作為底物，對羥基進行一系列的磺?；王セ磻铣梢幌盗械妮祯愌苌铮y定其對部分植物病原真菌的抗菌活性。 149,10 149,103 HC lA l C 4S 0 - 1 6 0 HC A C 2C S C O 3 /丙 酮 中回 流 胺D I C / 三 乙 胺R 2 = M s C l , B s C l , H 3 C S O 2 C = C O O H C O O C,C H 3 C O C l , C H 3 C H 2 C O O H ,醌類衍生物抗菌活性的測定 （ 1）供試菌種 植物病原真菌： 稻瘟病菌 (、 棉花枯萎病菌（ 黃瓜枯萎病菌（ 棉花黃萎病菌（ （ 2）試驗方法及步驟 : 149,104 對所合成的蒽醌類衍生物殺菌活性的測定采用生長速率抑 制法。計算出其對所測供試菌的抑菌率，標準偏差及置信度。 抑菌率測定：用十字交叉法測得菌餅的平均直徑，再根據(jù)抑菌率的公式即可求出蒽醌類衍生物對供試菌種的抑菌率。 菌落生長直徑 =兩次直徑平均值 對照菌落生長直徑 - 處理組平均菌落直徑 抑菌率 = 100% 對照菌落生長直徑 2 實驗 部分 驗 試 劑與儀器 驗試劑 表 實驗所用藥品 藥品 生產(chǎn)廠家 純度 鄰苯二甲酸酐 天津市登豐化學試劑廠 分析純 對氯苯酚 天津市光復化工研究所 分析純 無水氯化鋁 天精市耀華化學試劑有限公司 三乙胺 天津市光復化工研究所 分析純 濃硫酸 西安三浦精細化工廠 95 苯磺酰氯 成都市科龍化工試劑廠 分析純 對甲苯磺酰氯 成都市科龍化工試劑廠 化學純 甲烷磺酰氯 成都市科龍化工試劑廠 化學純 丙酸 成都市科龍化工試劑廠 分析純 苯甲酸 成都市科龍化工試劑廠 分析純 對甲基苯甲酸 成都市科龍化工試劑廠 化學 純 乙酰氯 成都市科龍化工試劑廠 化學純 碳酸鉀 西安市三浦精細化工廠 分析純 丙酮 西安市三浦精細化工廠 分析純 石油醚 天津市化學試劑六廠 分析純 二氯甲烷 天津市登豐化學品有限公司 分析純 乙酸乙酯 西安化學試劑 分析純 環(huán)己烷 西安市三浦精細化工廠 分析純 乙醇 西安化學試劑廠 分析純 葡萄糖 天津市北方天醫(yī)化學試劑廠 分析純 瓊脂粉 北京奧博興生物技術(shù)有限公司 分析純 驗儀器 149,105 表 驗所用儀器 儀器 生產(chǎn)廠家 88功率磁力攪拌器 常州國華電器 有限公司 轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海嘉鵬科技有限公司 環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司 功率電動攪拌器 常州國華電器有限公司 三用紫外線分析儀 上海嘉鵬科技有限公司 箱 上海精宏實業(yè)有限公司 控溫電熱套 天津泰斯特儀器有限公司 式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠 上海精宏實驗設(shè)備有限公司 上海 蘇坤實業(yè)有限公司 上海恒平科學儀器有限公司 鄭州長城科工貿(mào)有限公司 標化合物的合成 149 ,10 在 100 口燒瓶中依次加入鄰苯二甲酸酐 (6 g 、 0. 0 4 , 對氯苯酚 ( 0. 013, 三氯化鋁 (10.4 g、 0. 081 ,油浴加熱至 150 160 ,機械攪拌反應 0. 5 0 硫酸油浴加熱至 95 攪拌反應 1 溶液于攪拌下倒入水中 ,冷卻、抽濾后 ,濾餅用 解 ,無水硫酸鈉干燥 ,硅膠柱層系分離，洗脫劑 為（ 己烷 =100:100），濃縮得黃色針狀 晶體 ,產(chǎn)率 . 49 ,102 向干燥的 100底燒瓶中加入 蒸） 4049 ,10 三乙胺（ ,6%),乙酰氯溶于 15溫下攪拌反應 14h。反應結(jié)束后，水洗、 、 5%的 中性，無水硫酸鈉干燥 , 硅膠柱層系分離，洗脫劑為 （ 己烷 =100:100），濃縮得黃色絮狀結(jié)晶 ,產(chǎn) p - 反 應 后 的 生 成 物 0 . 4 2 0 . 1 2 0 . 2 81 - 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌1 物 p - 反 應 后 的 生 成 物2 - 對 氯 苯 酚 0 . 4 2 0 . 6 01 - 鄰 苯 二 甲 酸 酐1物 物 149,106 率 49 ,102 向干燥的 100底燒瓶中加入 蒸） 30 149 ,10 丙酸 （ ,6%),91 室溫下攪拌反應 8h。反應結(jié)束后，水洗、 5%的 水硫酸鈉 干燥 , 硅膠柱層系分離，洗脫劑為（ 己烷 = 100:100） , 濃縮得黃色絮狀結(jié)晶 ,產(chǎn)率 49 ,102 向干燥的 100底燒瓶中加入 蒸） 60149 ,10 苯甲酸（ ,6%),91室溫下攪 拌反應 48h。反應結(jié)束后，水洗、 、 5%的 水硫酸鈉干燥 , 硅膠柱 層析分離 , 洗脫劑為（ 己烷 =100:100） , 濃縮得黃色絮狀結(jié)晶 ,產(chǎn)率 49 ,102 向干燥的 100底燒瓶中加入 蒸） 60 149 ,10 對甲 基苯甲酸（ , 6%),91室溫下攪拌反應 48h。 反應結(jié)束后，水洗、 、 5%的 至中性，無水硫酸鈉干燥 , 硅膠柱層系分離，洗脫 劑為（ 己烷 =100:100） , 濃縮得黃色絮狀 0 . 3 8 0 . 1 71 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物2 - 苯 甲 酸目標化 合物 1 - 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物 0 . 3 9 0 . 1 5 0 . 2 71 p 22 - 對 甲 基 苯 甲 酸目標化 合物 0 . 4 1 0 . 1 41 - 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 ， 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物目標化 合物 149,107 結(jié)晶 ,產(chǎn)率 49 ,102 向干燥的 100底燒瓶中加入 重蒸） 30249 ,10 三乙胺（ ,甲烷磺酰氯（ 于 10溫下攪拌反應 14h。反應結(jié)束后，加水 40拌片刻，分出 有機相，水層用 并有機相、用飽 和食鹽水洗，無水硫酸鈉干燥 , 硅膠柱層系分 離，洗脫劑為（ 己烷 =100:100） , 濃縮得黃色顆粒狀結(jié)晶 ,產(chǎn)率 49 ,102 在 25000無水 流 2h，除去丙酮中的水。 向干燥的丙酮溶液中加 149 ,10苯磺酰氯（ , 0. 0194,在氬氣的保護下回流反應 5 反應結(jié)束后，減壓蒸餾除去丙酮，加水 40 出有機相，無水硫酸鈉干燥，硅 膠柱層析分離，洗 脫劑為（ 己烷 = 300:100） , 濃縮得黃色顆粒狀結(jié)晶 ,產(chǎn)率 49 ,102 在 25000無水 流 2h，除去丙酮中1 - 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物 0 . 4 9 0 . 1 3 0 . 2 8目標化 合物 1 - 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物 0 . 4 8 0 . 2 6 0 . 7 11 苯 磺 酸2目標化 合物 149,108 的水。 向干燥的丙酮溶液中加 249 ,10 對甲基苯磺酰氯（ , ,在氬氣的保護下回流 反應 5應 結(jié)束后，減壓蒸餾除去丙酮， 加水 40出有機相，無水硫酸 鈉干燥，硅膠柱層系分離濃縮得黃色顆粒狀結(jié) 晶 ,產(chǎn)率 合成化合物殺菌活性的測定 養(yǎng)基的制備 將 300入 1500，煮沸 30 層紗布過濾，取其汁液于兩個 1000搪瓷缸中，并用自來水（并不一定要求蒸餾水，只要比較清潔，應度不太大就可以）將其定容到 1500依次加入 1818熱 20合均勻后，最 后一并放入 10個 250中 9個每個三角瓶中加入約 130外一個加 250于定溶。 培養(yǎng)基的滅菌 培養(yǎng)基的滅菌采用濕熱滅菌法 ：將制備好的裝有培養(yǎng)基的三角瓶依次用封口膜封口，用報紙將 259個）、 25帶塞刻度試管（ 9個）、培養(yǎng)皿（ 110個）、打孔器，分別包起來放入高壓滅菌鍋， 121滅菌 30 藥液的配制 分別稱量 4種藥劑 支帶塞刻度試管中，然后用丙酮定容至 15輕搖動使其溶解，另一支帶塞刻度試管加入 15 超凈工作臺的滅菌 將鑷子、接種針、酒精燈、酒精棉、配好藥液的刻度試管放入超凈工作臺，按下紫外和送風按鈕，紫外滅菌 30 帶毒培養(yǎng)基的制備 將滅過菌的材料放入滅過菌的超凈工作臺上，將配置好的藥液分別加入到 250 1 - 羥 基 - 4 - 氯 - 9 , 1 0 - 蒽 醌p - 反 應 后 的 生 成 物2 - 對 甲 基 苯 磺 酸 0 . 3 4 0 . 1 9 0 . 5 31物 149,109 角 瓶中，再加入培養(yǎng)基定容到 150合均勻。用 1550后混合均勻做對照，并做記號，分別倒皿，每個濃度每種菌倒三個皿。 接種病原菌 將培養(yǎng)好的病原菌平板（長滿菌絲）用打孔器打成帶有菌絲的培養(yǎng)基圓碟（直徑 5再用無菌操作將此菌絲圓碟倒放于含藥的培養(yǎng)基上，每個培養(yǎng)皿內(nèi)放 1個菌餅。 培養(yǎng) 將 接種好的培養(yǎng)皿倒放入 養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 測試 培養(yǎng) 72取出培養(yǎng)皿測量菌落直徑（以 每個菌落十字交叉測 2個直徑，以其均數(shù)代表菌落的大小 ,測出抑菌率。連續(xù)觀察測量 3天。 實驗記錄 表 一批生測數(shù)據(jù) 重復一 重復二 重復三 直徑總平均值 (抑制率(%) 標準差 菌種 藥品 抑制率 (%) 抑制率 (%) 抑制率 (%) K K K 149,1010 表 二批生測數(shù)據(jù) 4d 重復一 重復二 重復三 直徑總平均值 (抑制率(%) 標準差 菌種 藥品 抑制率(%) 抑制率 (%) 抑制率(%) K K - - - - - - - - - - K 149,1011 K 9 ,102 9 ,1029 ,102 9 ,10249 ,10 9 ,1029 ,102 9 ,102“ -” 為由于培養(yǎng)基干而菌未能正常生長 3 結(jié)果與討論 149 ,10 的合成 合成 149 ,10氯苯酚先與苯酐進行 后在濃流酸介質(zhì)中環(huán)和生成產(chǎn)物。據(jù)文獻報道國外對氯苯酚法最高收率可達 90%以上。在工業(yè)生產(chǎn)中，此法采用氨水來中和濃流酸，副產(chǎn)物硫酸銨可做為農(nóng)用化肥大大減少了酸性廢水的排放。 文獻中報道的后處理方法是用無水乙醇重結(jié)晶，但根據(jù)我的實驗結(jié)果，由于反應結(jié)束后存在較多雜質(zhì)，無水乙醇重結(jié)晶無法得到純品橙黃色針狀結(jié)晶，采用柱層析分離的方法可得到純品。最后可進一步重結(jié)晶純化。 化合物 、 、 、 的合成 這三個化合物的合成均采用 4為反應催化劑， 在?；?、烷基化、醚化、酯化及酯交換等多種類型的反應中都有較高的催化能力 ,對提高收率有極其明顯的效果 ,用 （ 1）催化劑用量少， 1 149,1012 （ 2）反應條件溫和，許多反應在室溫下即可進行，故反應易于控制，操作簡便。 （ 3）催化反應時間短。與吡啶作酰化催化劑相比，可提高反應速度 1 10萬倍。 （ 4）反應收率高。用 率可達 80% （ 5）溶劑選則范圍廣。用 劑可選則氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯、甲烷、乙烷、四氫呋喃、吡啶、乙酐等，也可用其他芳烴。 此外，采用 N,N 為酯化反應的脫水劑，反應中 較易除去。 此三個化合物的合成均在室溫下進行，且隨著時間的增加，反應的產(chǎn)率將隨之增加。 化合物 的合成 化合物 （ 49 ,102合成采用三乙胺作為附酸劑，三乙胺的用量對反應速度、時間及反應轉(zhuǎn)化率有較大 影響，如表 3 表 3底物 的用量 /乙胺的用量 /應時間 /h 24 14 最終產(chǎn)率 /% 化合物 的合成若采用碳酸鉀作為催化劑，由于其堿性太強，副產(chǎn)物太多，反應結(jié)果很不理想。 化合物 、 的合成 這兩個化合物都是羥基與磺酰氯的反應，生成 磺酸酯和氯化氫，同樣隨著反應的進行，氯化氫含量不斷增加，反應速度會急劇下降，直至幾乎不反應。 在本實驗合成化合物 （ 49 ,102，選用三乙胺作為附酸劑來除去反應產(chǎn)生的 三乙胺量的增加，反映速度加快。但在合成 、 時，由于三乙胺的堿性太弱，反應很難進行，有較多副產(chǎn)物生成，且在分離的過程中容易分解。本實驗選擇碳酸鉀作為催化劑，在丙酮中回流，反應很快進行，而且產(chǎn)率很高，都在 90%以。 本實驗要求在無水的條件下進行，因為磺酰氯極易與水反應成酸，因此溶劑丙酮必須無水， 本實驗采用在碳酸鉀中回流 2小時的方法除去丙酮中的水。 抗菌活性的討論 149,1013 由實驗數(shù)據(jù)可以看出，生測實驗結(jié)果并不理想，合成的八個化合物對供試的四種菌沒有很好的抗菌活性。 4 致謝 本論文是在導師徐暉副教授的悉心指導下完成的。從論文的選題到實驗的實施及論文的寫作無不傾注著導師的心血。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的學識、高尚的師德風范和忘我的工作精神深深地影響著我，為我以后的學習、工作做出了榜樣。這將使我終身受益。值此論文完成之際，向我敬愛的導師表示衷心的感謝和崇高的敬意。 在本論文完成過程中，同學張雷、陳洋、李洪峰、王熠、代會玲、張茜、菅坤中、呂磊、何小強 也給予我無私 的 幫助和關(guān)懷 ， 在此也對他們表示衷心的感謝 。 5 參考文獻 1 趙玉軍，二茂錢衍生的硫磷配體的合成及在喹啉不對稱氫化中的應用 碩士學位論文 08):31. 2 胡世榮 , 孟繁艷 , 冷豐收 . 2419,10J. 感光科學與光化學 , 2005,(06) :441 3 余志剛 ,陳育平 ,張歧容榮 ,王公紀 , 化合成苯甲酸苯酯的研究 2001,23(2):110. 4 曹廣宏 , 4 湖北化工 , 1994 ,(2) :165 陳耀 , 楊義雄 ,高效?；呋瘎?43 1 2001:101. 6 中山大學以大黃素合成抗腫瘤化