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N-（氮杂环）去甲基斑蝥素酰胺酸及其稀土配合物的合成、与DNA作用研究及体外抗增殖活性

作　者: 朱文忠
导　师: 林秋月
学　校: 浙江师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 去甲基斑蝥素氮杂环稀土配合物 DNA作用体外抗增殖活性
分类号: O627.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

斑蝥素（cantharidin,CA）是南方节肢动物大斑蝥和黄黑小斑蝥死后的干燥虫体,在中国使用已经超过2000年。研究表明,斑蝥素除了具有抗癌活性外,尚有抗病毒、壮阳、升高白细胞等多种活性。但因毒性大,对心肾器官有实质性损伤,限制了它的使用。因此设计并合成一些选择性抑制肿瘤细胞、毒性小且对机体免疫反应没有影响的斑蝥素衍生物具有重要意义。与斑蝥素相比,去甲基斑蝥素（norcantharidin,NCTD）中仅少了2,3位的两个甲基,但立体结构相同。它不仅保持了较强的抗肿瘤活性和独特的升高白细胞作用,而且毒性大大降低,基本上消除了斑蝥素对泌尿系统的刺激副作用。大量斑蝥素和去甲基斑蝥素衍生物被合成并对其进行了抗肿瘤活性筛选,其中大部分衍生物显示了较强的生物活性。稀土离子及配合物作为核酸断裂试剂能以水解方式断裂核酸的磷酸二脂键,且断裂效率高,关于它们的研究越来越受到重视。本论文设计并合成了新型的N-（氮杂环）去甲基斑蝥素酰胺酸及其稀土配合物,利用多种方法研究了它们与小牛胸腺DNA（ct-DNA）的作用模式,并利用噻唑蓝（MTT）比色法研究了它们对人体癌细胞的体外抗增殖活性。本论文合成了两种新型的N-（氮杂环）-去甲基斑蝥素酰胺酸化合物:N-嘧啶去甲基斑蝥素酰胺酸（HL¹）和N-吡啶去甲基斑蝥素酰胺酸（HL²）。用元素分析、紫外光谱、红外光谱、核磁共振等方法确定了化合物的结构。用荧光光谱法,粘度法和琼脂糖凝胶电泳法研究了HL¹、HL²及HL³（N-苯基去甲基斑蝥素酰胺酸）与DNA作用的方式和强度。结果显示三种化合物都可以与DNA发生部分插入作用,其中芳香环可以插入到DNA的碱基对中。三种化合物作用的强度按照如下的顺序递减:HL¹,HL²和HL³。这可能是由于HL¹,HL²的芳香环中含有更多的氮杂原子,可以与DNA的碱基对之间形成氢键,增强了化合物与DNA碱基对的堆积作用,从而使化合物能更深入的插入到DNA的双螺旋碱基对之间。用MTT法研究了三种化合物对人肝癌细胞SMMC7721、人肺癌细胞A549的体外抗增殖活性,结果显示含有氮原子越多的芳香环化合物具有更强的活性,这与DNA结合强度的结果相一致。合成了七种HL¹的配合物[RE（L¹）（NO₃）（H₂O）₂]NO₃·2H₂O（RE=Y,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Er）,六种HL²的配合物[RE（L²）（NO₃）（H₂O）₂]NO₃·2H₂O（RE=La,Nd,Gd,Dy,Er,Yb）和十种HL³的配合物[RE（L³）（NO_）（H₂O）₂]NO₃·2H₂O（RE=Y,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Yb）,用元素分析、摩尔电导、红外光谱和热重分析等手段确定了它们的组成;用荧光光谱法、粘度法和琼脂糖凝胶电泳法研究了上述配合物与DNA作用的模式和强度。结果表明,形成配合物后,配体HL中的芳香环更容易插入DNA双螺旋碱基对之间,其中以HL¹的系列配合物与DNA的作用最强,可能是由于与稀土RE（Ⅲ）配位后,配体的平面性增强,π体系得到扩展,导致配位后的配体能更深的插入DNA分子的双螺旋碱基对之间。利用MTT法研究了部分配合物对人体癌细胞的体外抗增殖活性,其中大部分配合物的活性显著增强。合成并表征了三种去甲基斑蝥素和邻菲咯啉与稀土形成的配合物。经元素分析、摩尔电导、红外光谱、热重分析等手段确定其组成为:[RE₂（NCTD）₂（phen）₂]（NO₃）₂·6H₂O（RE=Sm,Er,Yb）。用紫外可见光谱,荧光光谱,粘度法和琼脂糖凝胶电泳法等研究了它们与DNA的作用情况。结果表明,合成的配合物与DNA之间可以发生强烈的部分插入作用并可对超螺旋质粒DNA显著切割。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
目录  8-13
第一章绪论  13-24
  1.1 引言  13-14
  1.2 斑蝥素、去甲基斑蝥素及其衍生物的研究进展  14-16
    1.2.1 斑蝥素骨架修饰  14-15
    1.2.2 杂原子取代衍生物的合成  15
    1.2.3 去甲基斑蝥素酰亚胺、酰胺酸化合物的合成及其生物活性  15
    1.2.4 斑蝥素酸钠和去甲基斑蝥素酸钠的合成及其生物活性  15-16
    1.2.5 斑蝥素类配合物的合成及其生物活性研究  16
  1.3 稀土及其配合物的生物活性研究进展  16-18
    1.3.1 稀土及其配合物对核酸的断裂作用  17
    1.3.2 稀土及其配合物的药物活性  17-18
  1.4 化合物与DNA作用的研究基础  18-23
    1.4.1 DNA的组成和结构  18-19
    1.4.2 配合物与DNA作用的基本形式  19-21
      1.4.2.1 非共价作用  19-21
      1.4.2.2 共价作用  21
    1.4.3 配合物与DNA作用的研究方法  21-23
      1.4.3.1 紫外光谱法  21
      1.4.3.2 荧光光谱法  21-22
      1.4.3.3 粘度法  22
      1.4.3.4 琼脂糖凝胶电泳  22-23
  1.5 本论文的主要研究内容  23-24
第二章 N-(氮杂环)去甲基斑蝥素酰胺酸(HL)的合成、表征、与DNA作用研究及体外抗增殖活性  24-36
  2.1 试剂和仪器  25-26
    2.1.1 主要试剂  25
    2.2.2 主要仪器  25-26
  2.2 N-嘧啶去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~1),N-吡啶去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~2)和N-苯基去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~3)的合成  26
  2.3 HL~1,HL~2和HL~3的表征  26-29
    2.3.1 HL的性质及元素分析  26
    2.3.2 HL的红外光谱  26-28
    2.3.3 HL的紫外光谱  28
    2.3.4 HL的~1HNMR  28-29
  2.4 HL与DNA作用的研究  29-34
    2.4.1 HL与DNA作用的实验方法  29
      2.4.1.1 DNA对HL荧光光谱的影响  29
      2.4.1.2 HL与DNA作用的粘度测定  29
      2.4.1.3 HL与pBR322质粒DNA的电泳实验  29
    2.4.2 HL与DNA作用结果和讨论  29-34
      2.4.2.1 荧光光谱  29-31
      2.4.2.2 HL与DNA作用的粘度研究  31-32
      2.4.2.3 HL与pBR322质粒DNA的电泳实验  32-34
    2.4.3 HL与DNA作用模式  34
  2.5 HL对癌细胞的体外抗增殖实验  34-36
    2.5.1 HL对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验  34
    2.5.2 HL对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验结果及讨论  34-36
第三章 N-嘧啶去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~1)稀土配合物的合成、表征、与DNA作用研究及体外抗增殖活性  36-48
  3.1 试剂和仪器  36-37
    3.1.1 主要试剂  36-37
    3.1.2 主要仪器  37
  3.2 配合物的合成  37
  3.3 配合物的表征  37-41
    3.3.1 配合物的元素分析和摩尔电导  37-38
    3.3.2 配合物的红外光谱  38-40
    3.3.3 配合物的热重分析  40-41
  3.4 配合物与DNA作用的研究  41-46
    3.4.1 配合物与DNA作用的实验方法  41-42
      3.4.1.1 荧光光谱  41
      3.4.1.2 配合物与DNA作用的粘度测定  41-42
      3.4.1.3 配合物与pBR322质粒DNA的电泳实验  42
    3.4.2 配合物与DNA作用的结果和讨论  42-46
      3.4.2.1 荧光光谱  42-44
      3.4.2.2 配合物与DNA作用的粘度研究  44-45
      3.4.2.3 配合物与pBR322质粒DNA作用的电泳研究  45-46
    3.4.3 系列配合物与DNA的作用模式  46
  3.5 配合物的体外抗增殖实验  46-48
    3.5.1 配合物对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验  46
    3.5.2 配合物对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验结果及讨论  46-48
第四章 N-吡啶去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~2)稀土配合物的合成、表征、与DNA作用研究及体外抗增殖活性  48-58
  4.1 试剂和仪器  48-49
    4.1.1 主要试剂  48-49
    4.1.2 主要仪器  49
  4.2 配合物的合成  49
  4.3 配合物的表征  49-53
    4.3.1 配合物的元素分析和摩尔电导  49-50
    4.3.2 配合物的红外光谱  50-52
    4.3.3 配合物的热重分析  52-53
  4.4 配合物与DNA作用的研究  53-56
    4.4.1 配合物与DNA作用的实验方法  53
    4.4.2 配合物与DNA作用的结果和讨论  53-56
      4.4.2.1 荧光光谱  53-55
      4.4.2.2 配合物与DNA作用的粘度研究  55-56
      4.4.2.3 配合物与pBR322质粒DNA作用的电泳研究  56
  4.5 配合物的体外抗增殖实验  56-58
    4.5.1 配合物对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验  56
    4.5.2 配合物对SMMC7721、A549细胞的体外增殖抑制实验结果及讨论  56-58
第五章 N-苯基去甲基斑蝥素酰胺酸(HL~3)稀土配合物的合成、表征及与DNA作用研究  58-66
  5.1 试剂和仪器  58
    5.1.1 主要试剂  58
    5.1.2 主要仪器  58
  5.2 配合物的合成  58-59
  5.3 配合物的表征  59-62
    5.3.1 配合物的元素分析和摩尔电导  59-60
    5.3.2 配合物的红外光谱  60-61
    5.3.3 配合物的热重分析  61-62
  5.4 配合物与DNA作用的研究  62-66
    5.4.1 配合物与DNA作用的实验方法  62
    5.4.2 配合物与DNA作用的结果和讨论  62-66
      5.4.2.1 荧光光谱  63-64
      5.4.2.2 配合物与DNA作用的粘度研究  64-65
      5.4.2.3 配合物与pBR322质粒DNA作用的电泳研究  65-66
第六章去甲基斑蝥素酸和邻菲咯啉稀土三元配合物的合成、表征及与DNA作用研究  66-78
  6.1 试剂和仪器  66-67
    6.1.1 主要试剂  66
    6.1.2 主要仪器  66-67
  6.2 配合物的合成  67
    6.2.1 去甲基斑蝥素酸钠的合成  67
    6.2.2 三元配合物的合成  67
  6.3 配合物的表征  67-70
    6.3.1 配合物的元素分析和摩尔电导  67-68
    6.3.2 配合物的红外光谱  68-69
    6.3.3 热重分析  69-70
  6.4 配合物与DNA作用的研究  70-78
    6.4.1 配合物与DNA作用的研究方法  70-71
      6.4.1.1 紫外光谱法  70
      6.4.1.2 DNA与配合物作用的荧光光谱研究  70-71
      6.4.1.3 配合物与DNA作用的粘度测定  71
      6.4.1.4 配合物与pBR322质粒DNA的电泳实验  71
    6.4.2 配合物与DNA作用的结果和讨论  71-78
      6.4.2.1 紫外光谱  71-72
      6.4.2.2 DNA对配合物荧光光谱的影响  72-75
      6.4.2.4 粘度研究  75
      6.4.2.4 配合物与DNA作用的凝胶电泳分析  75-78
第七章结论  78-80
参考文献  80-89
致谢  89-90
攻读学位期间取得的研究成果  90-91

N-（氮杂环）去甲基斑蝥素酰胺酸及其稀土配合物的合成、与DNA作用研究及体外抗增殖活性

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