N-功能化鎓盐的光促选择性氧化反应与抗肿瘤活性氮杂环骨架的构建研究

发布时间：2021-07-06 20:56

　　在已上市的小分子药物中,超过一半以上的药物至少包含一个含氮杂环。由于氮杂环类化合物在各个领域的广泛应用及其多样化的生物活性,因此它们显得极为重要。围绕含氮杂环骨架化合物的高效构筑,本论文一是研究以氧气为终端氧化剂,N-功能化的鎓盐在可见光促进下进行选择性氧化反应构建了吡咯、吡啶、异喹啉酮、喹诺酮等一系列结构多样性的氮功能化杂环;二是研究了两类过渡金属催化下的反应,即Pd催化异氰插入和Cu催化吲哚偶联,分别成功构建了咪唑并噻唑和双吲哚酮类氮杂环衍生物,经过体外抗肿瘤筛选后,发现部分化合物对一些癌细胞具有明显的抑制作用,对构建新型抗癌药物的先导化合物库具有参考价值和重要意义。具体研究内容包括以下四章:第一章:吡啶π-体系能量低和化学选择性差的特性导致将其直接功能化受到限制,可将吡啶环的氮原子衍生化制备成吡啶鎓盐卤化物,使其显示出丰富多样的反应活性。本章中,在可见光诱导和空气条件下,吡啶鎓盐出现两种不同类型的转化:（1）吡啶盐在有机染料罗丹明B（RhB）催化下,与空气中的氧气进行[2+2]氧化环加成、开环和再环化,将六元环的吡啶衍生物转化为五元环的吡咯衍生物。这种全新的吡啶环C-C键断裂和再... 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：251 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 可见光促进吡啶盐的选择性氧化反应
    1.1 研究背景
        1.1.1 吡啶鎓盐参与的环加成反应
        1.1.2 吡啶鎓盐的拉登堡重排(Ladenburg rearrangement)
        1.1.3 吡啶鎓盐参与的交叉偶联反应
        1.1.4 吡啶鎓盐类自由基受体
    1.2 可见光促进和氧气介导的吡啶鎓盐重排反应
        1.2.1 合成3-吡咯甲醛化合物
            1.2.1.1 研究思路
            1.2.1.2 反应条件优化
            1.2.1.3 底物的普适性
            1.2.1.4 机理研究实验
            1.2.1.5 密度泛函理论计算(DFT)
        1.2.2 合成4-酰基吡啶化合物
            1.2.2.1 反应条件优化
            1.2.2.2 底物适用范围
            1.2.2.3 机理探究
            1.2.2.4 密度泛函理论计算(DFT)
    1.3 本章小结
    1.4 实验部分
        1.4.1 实验仪器与试剂
        1.4.2 实验步骤
        1.4.3 机理验证实验
        1.4.4 光谱实验
        1.4.5 循环伏安法实验
        1.4.6 密度泛函理论计算(DFT)方法
        1.4.7 产物的结构表征
        1.4.8 PathI中所有优化结构的基态能量和笛卡尔坐标
    参考文献
第二章 可见光诱导(异)喹啉盐Sp2C羰基化的需氧氧化反应
    2.1 研究背景
        2.1.1 (异)喹啉鎓盐参与的环加成反应
        2.1.2 (异)喹啉鎓盐不同反应位点的功能化反应
    2.2 可见光诱导异喹啉盐和喹啉盐的区域性羰基化反应
        2.2.1 合成异喹啉酮类化合物
            2.2.1.1 研究思路
            2.2.1.2 反应条件优化
            2.2.1.3 底物的普适性
            2.2.1.4 机理研究实验
        2.2.2 合成喹诺酮类化合物
            2.2.2.1 反应条件优化
            2.2.2.2 底物适用范围
            2.2.2.3 机理探究
    2.3 本章小结
    2.4 实验部分
        2.4.1 实验仪器与试剂
        2.4.2 实验步骤
        2.4.3 机理验证实验
        2.4.4 产物的结构表征
    参考文献
第三章 钯催化异腈三插入反应:一锅法串联合成咪唑并[1,2-c]噻唑类似物
    3.1 研究背景
        3.1.1 异腈多组分串联反应
        3.1.2 异腈参与的自由基反应
        3.1.3 异腈插入反应
    3.2 钯催化异腈与硫代苯甲酰胺一锅法合成咪唑并[1,2-c]噻唑化合物
        3.2.1 合成咪唑并[1,2-c]噻唑化合物
            3.2.1.1 研究思路
            3.2.1.2 反应条件优化
            3.2.1.3 底物的普适性
            3.2.1.4 机理实验
        3.2.2 体外抗肿瘤实验
            3.2.2.1 人肝癌细胞(HepG2)凋亡研究
            3.2.2.2 人肝癌细胞(HepG2)周期分析
            3.2.2.3 人肝癌细胞(HepG2)内活性氧(ROS)变化
            3.2.2.4 人肝癌细胞(HepG2)内钙离子(Ca~(2+))浓度变化
    3.3 本章小结
    3.4 实验部分
        3.4.1 实验仪器与试剂
        3.4.2 实验步骤
        3.4.3 产物的结构表征
    参考文献
第四章 铜催化吲哚去芳构化及氧化构建3,3'-双吲哚酮骨架及其抗肿瘤活性研究
    4.1 研究背景
        4.1.1 吲哚区域选择性C-H官能化反应
        4.1.2 吲哚去芳构化反应
        4.1.3 吲哚参与的自由基反应
    4.2 铜催化吲哚二聚合成3,3'-双吲哚-2-酮化合物及其体外抗肿瘤研究
        4.2.1 合成3,3′-双吲哚-2-酮化合物
            4.2.1.1 研究思路
            4.2.1.2 反应条件优化
            4.2.1.3 底物的普适性
            4.2.1.4 机理实验
        4.2.2 体外抗肿瘤实验
            4.2.2.1 人肝癌细胞(HepG2)凋亡研究
            4.2.2.2 人肝癌细胞(HepG2)Tunel染色分析
            4.2.2.3 人肝癌细胞(HepG2)周期分析
    4.3 本章小结
    4.4 实验部分
        4.4.1 实验仪器与试剂
        4.4.2 实验步骤
        4.4.3 产物的结构表征
    参考文献
总结
附录 部分化合物的核磁谱图
博士期间发表的文章
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]A-π-D-π-A型吲哚类染料敏化剂的光电特性[J]. 鲁效庆,张全德,魏淑贤.  材料研究学报. 2020(01)
[2]吲哚乙酸和激动素配合施用对蜈蚣草土壤砷提取效率的影响[J]. 吴东墨,王宏镔,王海娟,王忠振,蔡文昌.  农业环境科学学报. 2018(08)
[3]吲哚C—H芳基化反应的研究进展[J]. 骆钧飞,徐星,郑俊良.  有机化学. 2018(02)
[4]吡啶叶立德与查尔酮1,3-偶极环加成反应制备2-苯基-3-乙酰基中氮茚[J]. 王炳祥,徐助雄,吴婧.  有机化学. 2006(11)



本文编号：3268956