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纳米银的合成研究进展(2)

纳米银的合成研究进展(2)
纳米银的合成研究进展(2)

香豆素及其衍生物的应用研究进展

香豆素及其衍生物的应用研究进展 香豆素是广泛存在于自然界中的一种内酯类化合物, 在芸香科和伞形科植物中存在最多,其次是豆科、兰科、木樨科、茄科和菊科植物, 少数来自微生物。香豆素的母核为苯骈A- 吡喃酮, 90%以上的香豆素7- 位有羟基和醚基。根据环上取代基及其位置的不同, 香豆素分为简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素等等。由于香豆素及其衍生物具有抗肿瘤、降血压、抗菌等多方面的活性以及良好的光学特性等优点, 被广泛应用于各个领域。极具特色的优良特性,受到了国内外学者的关注, 其应用研究已成为热点。1 香豆素及其衍生物在各个领域中的应用 1. 1 医药领域 香豆素及其衍生物具有明显的生物活性, 对人体具有抗氧化、降血糖、抗骨质疏松、抗高血压、抗凝血、抗菌、抗癌等多种药理作用; 最新研究发现, 香豆素及其衍生物还具有神经保护、抗高尿酸血症、保肝等生物活性。其中抗凝血作用的研究最为成熟, 在治疗血拴方面, 临床用药有苄丙酮香豆素(华法令)、醋硝香豆素、新抗凝( sintrom) 和双香豆素。它们的共同结构是4- 羟基香豆素, 作用和用途也相似, 通过抑制凝血因子在肝脏的合成起到抗凝血作用, 仅是所用剂量、作用快慢和维持时间长短不同而已。其中,华法令在胃肠道吸收快而完全, 在国内外应用最为广泛; 小剂量苄丙酮香豆素钠对风湿性心脏病合并左心房血栓患者进行抗凝溶栓治疗, 临床效果较好。在骨科上, 华法令治疗马舟骨病, 缓慢持久、用法简便、价廉和有效的解毒方面优于其他抗凝剂; 通过曲克芦丁香豆素片在骨科上的应用观察, 发现香豆素具有抗凝血及抗血小板聚集的作用, 能较好地针对肿胀的成因, 起到很好的消肿作用。另外, 在治疗晚期前列腺癌方面, 新双香豆素对己烯雌酚导致显著高凝固状态形成血栓栓塞的现象有一定的减轻作用。香豆素类衍生物也是重要的医药中间体, 如4-羟基香豆素, 是一类抗厌氧菌类药物, 是用于生产双香豆素、新抗凝, 华法林等抗凝血药物。7 - 羟基- 4- 甲香豆素能松弛奥狄氏括约肌, 具有较强的解痉、镇痛作用, 同时也能温和、持续地促进胆汁分泌,加强胆囊收缩和抗菌作用, 具有明显的利胆作用, 用于利胆药物的合成。7- 乙酰氧基- 4- 甲基香豆素是人工合成具有抗艾滋病病毒活性的香豆素类化合物calanolides的重要中间体, 用于生产抗过敏药色甘酸钠。 1. 2 香料领域 香豆素类衍生物使产品在使用时能散发出芳香气味。在洗涤剂中作为增香剂使用, 因其能掩盖喹啉、碘仿和酚类等气息而作为定香剂, 在电镀、橡胶、塑料等制品中可作为赋香剂和除臭剂; 香豆素类衍生物给人以新鲜、清新的感觉, 增加了产品的附加功能, 受到人们的青睐。随着不断的深入研究发现, 在食品和化妆品行业中, 含有的香豆素类化合物的调味剂和增香剂对人体有一定副作用。此外, 香豆素对人类的肝脏也有危害。因此香豆素类衍生物在食品和化妆品中的应用将受到严峻挑战。 1. 3 染料领域 由于香豆素荧光染料具有极高的荧光效率和Stokes位移大等优异的特点, 成为近几年来有机荧光染料研究的重点之一。香豆素类荧光染料是荧光染料中重要品种(表1), 主要用作荧光溶剂染料、荧光有机颜料和激光染料, 具有发射强度高、色泽鲜艳、荧光强烈等特点。1. 4 分析领域 香豆素类荧光因为苯并吡喃酮结构, 具有荧光量子产率高、Stokes位移大、光稳定性好等优点, 是荧光传感器分子设计中的优秀候选荧光团。以香豆素为基础的荧光传感器在阳离子(表2) (碱和碱土金属离子, 过渡金属离子)、阴离子和中性分子(表3)的识别检测中得到广泛应用。其中, 由于阴离子半径大、电子云密度低、溶剂化强烈和几何构型多样等因素, 使得阴离子荧光传感器的设计并不如阳离子荧光传感器那样受到人们的关注。

合成生物学研究进展及其风险

合成生物学研究进展及其风险 关正君魏伟徐靖 1合成生物学研究概况 合成生物学(synthetic biology)是在现代生物学和系统科学基础上发展起来的、融入工程学思想的多学科交叉研究领域。其包括了与人类自身和社会发展相关的研究方向和内容,为解答生命科学难题和人类可持续发展所面临的重大挑战提供了新的思路、策略和手段。2004年,合成生物学被美国麻省理工学院出版的Technology Review评为“将改变世界的十大新技术之一”。2010年12月,Nature杂志盘点出2010年12件重大科学事件,Science杂志评出的科学十大突破,合成生物学分别排名第4位和第2位。为此,世界各国纷纷制定合成生物学发展战略及规划,开展合成生物学研究,以抢占合成生物学研究和发展先机,促进了合成生物学基础研究和应用研究的快速发展。同时合成生物学的巨大应用潜力,还吸引了众多公司及企业参与到该领域的研究开发,推动着合成生物学产业化的进程。 合成生物学作为后基因组时代生命科学研究的新兴领域,其研究既是生命科学和生物技术在分子生物学和基因工程水平上的自然延伸,又是在系统生物学和基因组综合工程技术层次上的整合性发展。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造不同,合成生物学旨在将工程学的思想用于生物学研究中,以设计自然界中原本不存在的生物或对现有生物进行改造,使其能够处理信息、加工化合物、制造材料、生产能源、提供食物、处理污染等,从而增进人类的健康,改善生存的环境,以应对人类社会发展所面临的严峻挑战。 作为一个新的基础科学研究领域,合成生物学综合生物化学、生物物理和生物信息技术与知识,涵盖利用基因和基因组的基本要素及其组合,设计、改造、重建或制造生物分子、生物体部、生物反应系统、代谢途径与过程,乃至整个生物活动的细胞和生物个体。合成生物学使人们可以利用与物理学方法类似的模块构建和组装形成新的生命有机体,从而人工设计新的高效生命系统。中科院《2013年高技术发展报告》指出,DNA测序技术、DNA合成技术和计算机建模是支撑合成生物学发展的关键技术。近年来,大量物种的全基因组测序,为合成生物学家构建功能组件的底盘生物体系提供了丰富的遗传信息。快速、廉价的测序技术也促进了新的系统和物种的识别和解析。 2 合成生物学应用研究进展 2.1 合成生物学在医药工业领域的应用 2.1.1 天然药物合成生物学 天然药物合成生物学是在基因组学研究的基础上,对天然药物生物合成相关元器件进行发掘和表征,借助工程学原理对其进行设计和标准化,通过在底盘细胞中装配与集成,重建生物合成途径和代谢网络,从而实现药用活性成分定向、高效的异源合成,以解决天然药物

蔗糖酯合成研究进展 综述

蔗糖酯的合成研究进展及应用 李** 西南大学化学化工学院,重庆 400715 摘要:蔗糖酯是一种良好的表面活性剂,有着广泛的用途,它的应用领域还在不断开发;蔗糖聚酯是新型的低热量油脂,可作为脂肪代用品及高血脂、高胆固醇的治疗预防药物。本文介绍了蔗糖酯的性质、合成方法和应用。关键词:蔗糖酯;合成;应用 Progress in research of synthesis and application of sucrose ester LI *-* School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University Chongqing 400715, China Abstract:As a good kind of non-ionic surfactant,sucros esters are used extensively;sucrose polyester is a new kind of low-calorie lipin,which is regarded as fat substitute and medication of high cholesterol.This article introduces propertise,synthetic methods and application of sucrose esters. Key words:Sucrose esters;Synthesis;Application 蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯( Sucrose Esters, 简称SE) , 是一种新型的多元醇型非离子型表面活性剂。其外观为白色至黄褐色的粉末状、块状或无色至微黄色的粘稠树脂状。蔗糖酯的蔗糖部分为亲水基, 长链脂肪酸部分为亲油基。蔗糖酯具有良好的乳化、分散、增溶、润滑、渗透、起泡、粘度调节、防老化、抗菌等性能。同时, 它还具有无毒、易生物降解等特性。现已被批准作为食品添加剂。蔗糖酯还广泛应用于医药、化工、石油开采、化肥、化妆品、制糖和果蔬保鲜等工业中。 我们通常所说的蔗糖酯是单、二、三酯组成的混合物。蔗糖多酯( Sucrose Polyester, SPE) 通常指的是三酯以上的蔗糖酯。确切地讲, 蔗糖多酯是蔗糖分子中8 个羟基有6 个以上的羟基发生酯化反应时( 即酯化度n= 6~ 8) 生成的一类蔗糖酯。多酯具有许多特殊的性质, 饱和度和脂肪酸链长都会对其有影响。一般地, 多酯在室温下是金黄色透明的油状液体, 物理性质类似于食用油酯, 其色、香、味均与植物油脂一样, 但不被人体内的脂肪酶水解, 不产生热量, 不会被消化系统吸收, 无毒、副作用, 是一种理想的脂肪替代品和减肥剂 , 还可降低血清中的胆固醇, 治疗冠心病,是高附加值产品。 1 蔗糖酯的合成 世界各国科学家研究出了很多种合成方法:从反应方式分有酰氯法、直接脱水法、酯交换法和酶法,从反应状态分有均相法和非均相法,从工艺条件分有溶剂法、微乳化法和无溶剂法等。 1.1 酰氯酯化法

鬼臼毒素生物合成研究进展_陆炜强

·综述· 鬼臼毒素生物合成研究进展 陆炜强,傅承新,赵云鹏 * (浙江大学生命科学学院濒危野生动植物保护生物学教育部重点实验室,浙江杭州310058) [摘要]鬼臼毒素(podophyllotoxin )是一种成功商品化的天然木脂素,其衍生物依托泊苷(etoposide )、替尼泊苷(tenipo-side )等在临床上广泛应用于抗肿瘤、抗病毒治疗。植物提取是鬼臼毒素的主要来源,面对野生资源压力,人们分别开展了植物野生变栽培、 植物细胞或器官培养、化学全合成等研究,以扩大鬼臼毒素来源。鬼臼毒素生物合成研究是开展植物规范化栽培和代谢工程的重要前提。20多年来尤其是近10年来,鬼臼毒素生物合成研究进展迅速,但鬼臼毒素的下游代谢以及整个合成途径基因水平的评述仍不足,因此作者专门针对鬼臼毒素的生物合成,对相关文献尤其是近10年的文献进行综述,重点介绍其合成途径关键环节的过程、主要产物、酶的特点与功能、已报道的酶编码基因等内容,以合理推测和概括鬼臼毒素的生物合成途径,同时对目前研究仍存在的问题和将来研究方向进行了讨论。 [关键词]鬼臼毒素;生物合成;规范化栽培;代谢工程[稿件编号]20101116002 [基金项目]国家科技支撑计划项目(2006BAI21B07);浙江省科技厅中药现代化专项(2006C13077)[通信作者]* 赵云鹏, Tel :(0571)88206463,E-mail :ypzhao @https://www.doczj.com/doc/1d2543607.html, [作者简介]陆炜强, Tel :(0571)88206463,E-mail :lwq-711@ 163.鬼臼毒素(podophyllotoxin , PTOX )是植物来源天然产物成功商品化的经典案例。从其发现至今已有近1个世纪的历史,其具有良好的抗肿瘤、抗尖锐湿疣、抗艾滋病毒活性 [1-3] ,虽然自身毒副作用较大,但其半合成衍生物在保证治 疗效果的同时,大大降低了毒性,在临床治疗淋巴癌、肺癌等多种癌症中得到广泛应用, 如依托泊苷(etoposide ,VP-16),替尼泊苷(teniposide ,VM-26),依托泊苷磷酸酯(etopophos ),azatoxin ,tafluposide 等[4]。鬼臼毒素的传统和主要来源是植物提取,来源植物主要分布于小檗科足叶草属Podophyllum 、桃儿七属Sinopodophyllum 、八角莲属Dysosma 、山荷叶属Diphylleia 、Jeffersonia 属,其他还有亚麻科亚麻属Linum ,柏科刺柏属Juniperus 、崖柏属Thuja 、Callitris 属,唇形科山香属Hyptis 、百里香属Thymus 、香科科属Teucrium 、荆芥属Nepeta 、Eriope 属等[5-7]。由于过度采挖、生境破坏和植物自身生长缓慢等原因,鬼臼类野生植物资源逐渐枯竭、物种濒危,已难以满足鬼臼毒素生产的需求,人工规范化栽培势在必行,但目前桃儿七S .hexandrum (异名:Podophyllum hex-andrum ,P .emodi )、八角莲D .versipellis 的栽培刚刚起步,其他来源植物的新资源开发程度也有待进一步深入 [8-10] 。此外,虽然化学全合成技术已经有所突破,但是 复杂的合成过程、极低的合成效率(约为5%),使人工全合成鬼臼毒素目前仍难以实现商业化 [3,11] 。近年来基于 生物技术的植物代谢工程快速发展,为鬼臼毒素替代资源的开发提供了更多途径,如植物细胞或器官培养、生物转化等,但仍存在效率低、成本高的共性问题,目前尚未产业化 [5,12-14] 。因此,要彻底解决鬼臼毒素的来源问题, 仍需要对上述3种途径的关键科学和技术问题深入研究。 实现药用植物规范化栽培和植物细胞或器官培养生产鬼臼毒素的前提之一是必须充分阐明鬼臼毒素的生物合成途径及其调控机制。因此,自20世纪80年代末以来,学者们以足叶草Podophyllum spp.、亚麻Linum spp.等植物的组织或细胞培养体系为研究系统,探讨了鬼臼毒素的生物合成途径,取得了长足进展。前人综述了不同时期鬼臼毒素生物合成不同方面的研究进展 [6,12,15-19] ,揭示了合成途径的大体 框架,为后续的研究提供了良好的基础和背景。但是前人的综述大多是对鬼臼毒素的资源、化学、药理、生物合成、细胞或器官培养等内容的全面评述,或者是对整个木脂素类生物合成的综述, 对于鬼臼毒素生物合成的论述不够全面、详细,比如对鬼臼毒素下游的代谢往往没有讨论,而且对近几年已有新进展的相关酶编码基因的分离、扩增、表达也较少涉及。因此,本文专门针对鬼臼毒素的生物合成,对相关文献尤其是近10年的文献进行综述,重点介绍其合成途径关键环节的过程、主要产物、酶的特点与功能、鬼臼毒素下游代谢、已报道的酶编码基因等内容,以期继续推动该领域的研究,实现优质种源筛选、株系改良、栽培和培养条件优化、生产体系调控,为鬼臼类植物规范化栽培和代谢工程的产业化奠定

香豆素类化合物的应用研究进展

216科技资讯 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2010 NO.32 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 学 术 论 坛 香豆素(coumairn)类化合物是一类具有芳香气味的天然产物,是重要的药用天然活性化合物。香豆素广泛存在于高等植物的次生代谢产物,尤其是芸香科和伞型科,1820年,VOGEL发现了第一个天然香豆素,从此香豆素类化合物引起了植物化学家极大的兴趣,许多有生理活性的香豆素类化学物也相继被发现。香豆素在植物体内的存在形式多样,大部分以单香豆素形式存在,少部分以双分子或三分子的聚合物形式存在。香豆素化合物单体的结构如图1。 香豆素化合物由于存在C3-C4双键、CO双键及内酯结构,是一类具有广阔应用范围的有机化合物。首先,香豆素及其衍生物在可见光区范围内具有很强的荧光性,这样使得他们可作为激光燃料和非线性光学生色团,是很好的荧光增白剂、激光燃料、荧光探针及非线性光学材料;其次,大多数类香豆素类化合物都具有明显的生物活性,有抗凝结,抗癌症及抗HIV等作用。近年来香豆素类化合物被广泛应用在香料工业、医药工业及农药工业等方面,广大科研工作者对一系列结构新颖、具有学术价值的和应用前景的香豆素化合物进行了大量的研究。 1 香豆素类化合物作为染料的研究进展 香豆素及衍生物主要用作荧光溶剂染 料、荧光有机颜料和激光染料。这类激光染料的特性是具有极高的荧光效率、Stokes位移大、随溶液的pH值增高激光波长红移,它们主要用于水下电视、通讯、照明、监视、测距等,尤其在军事上也有应用,所以近些年来研究香豆素类激光染料的合成、应用、新品种的开发的文献很多。 在香豆素类染料的合成方面,1982年Bayer公司的Seng Folrin,1991年前苏联的Knopachev A.V.,1992年乌克兰的TolmachevaV.S.,先后分别合成了结构不同的香豆素类荧光染料。在国内,1993年,华东理工大学的何斌等合成了一种新型的香豆素类荧光染料,1998年赵德丰等以7-二乙氨基-4-氯-3-甲醛基香豆素为基础合成了7种新型香豆素类的荧光染料。本类染料具有强烈的荧光,随着分子内π共轭体系的 增大,染料的色光从黄色增至红色。2001年罗先金等在一系列3-位为杂环取代基的香豆素化合物上引入磺酰氯活性基团,并进一步使之与含不同碳链的伯、仲胺缩合合成了一系列含磺酰胺基团的新型化合物。 2 香豆素类化合物的生物活性 2.1抗肿瘤作用 Ju-IchiM从各种柑桔的根及根皮中分离得到了许多新的化合物,即香豆素二聚体、吖啶酮-香豆素二聚体等,证明秸秆香豆素的衍生物(Aurap Tene)对癌症的化学疗法是非常有用的成分。Murakami A等也提出,广泛存在于柑桔属果实中的香豆素衍生物Aurap Tene对啮齿类动物的皮肤、舌、食道和结肠癌有疗效,是一种有前途的、结构新、疗效好的抗癌药物,指出对于引起白细胞生物化学响应是一种有效的试剂,其作用机制以抑制与癌症发生相关的发炎为基础。同时研究了在生物体内的的生物利用度和代谢情况,认为首先在小肠上皮细胞堆积,然后逐步渗透到血管中。在结肠和肝脏中的稳定分布可能与诱导活性相关,在抑制化学诱导的癌变的作用机制的研究中非常重要。2.2抗氧化作用 研究表明,简单香豆素天然产物的药理作用与香豆素母核取代基的种类和取代位置有关取代基的种类与取代位对香豆素抗氧活性物种的能力有明显地影响。而简单香豆素抗氧化活性的构效关系在文献中得到进一步的证实。对于4-甲基香豆素衍生物来说,7、8位上有2个-OH以及-OH和-NH2相邻时使香豆素具有强的抗氧化和清除自由基的活性。2.3抗炎作用 2006年王春梅等,采用小鼠巴豆油耳肿胀实验、冰醋酸致小鼠腹腔毛细血管通透性增高实验及小鼠角叉菜胶足肿胀实验,证实了白芷的有效成分白芷香豆素的抗炎作用。 2.4抗凝血作用 由血栓导致的冠心病、脑血栓、外周血动脉栓塞等疾病,已成为死亡率最高的疾病。目前,防治这种疾病的抗凝血药物有阿斯匹林、肝素类和香豆素类等。其中,香豆素类是唯一在临床广泛应用的口服抗凝血药,最常用的是华法林(苄丙酮香豆素)和新抗凝醋硝香豆素(42硝基节丙酮香豆素)。华法林等香豆素类抗凝血药具有剂量小、口服易吸收,持续时间长等特点。目前华法林等香豆素类抗凝血药合成工艺仍在不断研究改进中。 2.5抗HIV作用 香豆素类化合物的生物活性非常值得关注,尤其在抗艾滋病和抗肿瘤方面,对其活性的深人研究,不仅对于开发天然安全有效的抗艾滋病和抗肿瘤药物具有重大价值,而且对于设计合成低毒高效的药物具有重要指导作用,香豆素及其衍生物将有很大的发展前途。 3 香豆素类化合物的非线性光学性质 香豆素类化合物是人们发现得较早的一类有机二阶非线性光学材料,具有很高的热稳定性和良好的透光性能,具有制备出高热稳定性有机二阶非线性光学材料的分子结构母体。总之,香豆素类化合物是一类物理性质优良的材料,如果通过合理的分子工程和晶体工程的设计,在其二阶非线性性能方面有所突破,这将是一类很有前途的有机非线性光学材料。 4 香豆素类荧光传感器 荧光传感器是一类能将分子识别时间通过荧光信号有效表达的分子。典型的荧光传感器一般是由荧光图案通过连接基与受体相连而成。已有的文献报道的荧光团涉及荧光素类,罗丹明类、菁染料、BODIPY类、萘酰亚胺类和香豆素类等化合物,其中以香豆素类为基础的荧光传感器近年来逐渐成为一个新兴的研究热点。香豆素类荧光团为笨并吡喃酮结构,具有荧光量子产率高,STOKES位移大,光物理和光化学性质可调以及稳定性好等优点,是荧光传感器分子设计中的优秀的荧光团。以香豆素为基础的荧光传感器可分为在香豆素类阳离子碱和碱土金属离子,过渡金属离子荧光传感器、香豆素类阴离子荧光传感器和香豆素类中性分子荧光传感器。最常见的阳离子荧光传感器是由受体部分通过间隔基与荧光团相连而成的,其设计原理主要涉及光诱导电子转移、分子内电荷转移、电子能量转移浑、激基缔合物等。 5 香豆素类化合物的发展趋势 香豆素及其衍生物是一类应用广泛的物质,它们不仅在激光染料、有机非线性材料和药学方面有很重要的作用,它们还可以作为液晶材料、感光剂、纳米太阳能电池、辐射防护剂,也可以在一定的条件下发生环合从而作为分子开关。所以,香豆素类化合物是一类倍受人们关注的化合物。 香豆素类化合物的应用研究进展 孙佩鸣 (南京化工职业技术学院应用化学系 南京 210048) 摘 要:本文介绍了其在染料领域、生物活性领域、非线性光学领域、荧光领域中的应用研究进展,并对香豆素类化合物的发展趋势作了展望。 关键词:香豆素类化合物 应用 研究进展中图分类号:O622文献标识码:A文 章编号:1672-3791(2010)11(b)-0216-01 图1

微生物药物合成生物学研究进展

微生物药物合成生物学研究进展 武临专, 洪斌* (中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所, 卫生部抗生素生物工程重点实验室, 北京100050) 摘要: 微生物次级代谢产物结构复杂多样, 具有抗细菌、抗真菌、抗肿瘤、抗病毒和免疫抑制等多种生物活性, 是微生物药物开发的源泉。当前, 微生物药物研究面临一些挑战: 快速发现结构新颖、生物活性突出的化合物; 理性化提高产生菌的发酵效价; 以及以微生物为新宿主, 实现一些重要天然药物的工业生产。合成生物学是在系统生物学和代谢工程等基础上发展起来的一门学科。本文对合成生物学在发现微生物新次级代谢产物、提高现有微生物药物合成水平和创制微生物次级代谢产物方面的研究进展进行了阐述。 关键词: 微生物药物; 合成生物学; 次级代谢产物; 生物合成 中图分类号: Q939.9; Q81; R914.5 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2013) 02-0155-06 Synthetic biology toward microbial secondary metabolites and pharmaceuticals WU Lin-zhuan, HONG Bin* (Key Laboratory of Biotechnology of Antibiotics of Ministry of Health, Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050, China) Abstract: Microbial secondary metabolites are one of the major sources of anti-bacterial, anti-fungal, anti- tumor, anti-virus and immunosuppressive agents for clinical use. Present challenges in microbial pharmaceutical development are the discovery of novel secondary metabolites with significant biological activities, improving the fermentation titers of industrial microbial strains, and production of natural product drugs by re-establishing their biosynthetic pathways in suitable microbial hosts. Synthetic biology, which is developed from systematic biology and metabolic engineering, provides a significant driving force for microbial pharmaceutical development. The review describes the major applications of synthetic biology in novel microbial secondary metabolite discovery, improved production of known secondary metabolites and the production of some natural drugs in genetically modified or reconstructed model microorganisms. Key words: microbial pharmaceuticals; synthetic biology; secondary metabolites; biosynthesis 来源于微生物的药物称为微生物药物(microbial medicine, microbial pharmaceuticals), 主要包括来源于微生物(特别是放线菌和真菌) 次级代谢产物的药物。 收稿日期: 2012-09-25; 修回日期: 2012-11-01. 基金项目: 国家“重大新药创制”科技重大专项资助项目(2012ZX09301002-001-016); 国家自然科学基金资助项目 (31170042, 81172964). *通讯作者 Tel: 86-10-63028003, E-mail: binhong69@https://www.doczj.com/doc/1d2543607.html,, hongbin@https://www.doczj.com/doc/1d2543607.html, 微生物药物例如抗生素, 在控制感染、免疫调节和治疗癌症等方面发挥了重要作用。目前, 已经从放线菌和真菌中发现了2万多种具有生物活性的次级代谢产物, 其中百余种成为微生物药物。随着对放线菌和真菌的持续开发利用, 直接从放线菌和真菌研制微生物新药难度越来越大, 主要原因在于: ①化合物排重难度很大(从微生物已经发现了25 000多种化合物); ②新微生物资源的分离培养工作没有突破性进展, 获得大量的、具有产生新次级代谢产物能 ·专题报道·

香豆素衍生物的合成 文献综述资料

中药学专业毕业环节 文献综述 论文题目香豆素衍生物的合成 姓名 学号 班级 指导教师

二O一五年三月

1 香豆素概述 香豆素母核为苯骈α-吡喃酮,环上常有取代基,根据取代基的类型和位置可分为简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素和其他香豆素等。 1.1 简单香豆素 简单香豆素是指仅在苯环上有取代,而且7位羟基与其6位或者8位没有形成呋喃或吡喃环的香豆素。取代基可以是羟基、甲氧基等。如伞形花内酯、当归内酯、七叶内酯都属于简单香豆素。 1.2 呋喃香豆素 呋喃香豆素是指香豆素母核的7位羟基与6位或8位异戊烯基缩合形成呋喃环的一类香豆素化合物。若7位羟基与6位异戊烯基形成呋喃环时,结构中的呋喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条直线上,则称为线型呋喃香豆素。若7位羟基与8位异戊烯基形成呋喃环时时,结构中的呋喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条折线上,则称为角型呋喃香豆素。 1.3 吡喃香豆素 吡喃香豆素是指香豆素母核的7位羟基与6位或8位异戊烯基缩合形成吡喃环的一类香豆素化合物。若7位羟基与6位异戊烯基形成吡喃环时,结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条直线上,则称为线型吡喃香豆素。若7位羟基与8位异戊烯基形成吡喃环时时,结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条折线上,则称为角型呋喃香豆素。 1.4 其他香豆素 不属于以上三类的香豆素皆属于此类。主要是指α-吡喃酮环上有取代的香豆素化合物和香豆素的二聚体、三聚体等。 2 香豆素的性质及应用 香豆素广泛存在于各种植物、动物、微生物中,于19世纪20年代第一次从零陵香豆中分离获得[1]。随着分离、分析技术、合成方式和研究手段的进步,人类对香豆素的了解逐渐加深,提取与合成也趋于方便、高效、快捷。至今,人们已可从自然界分离或人工合成香豆素其衍生物共计1200余种[2]。由于其结构简单、易合成、具有多种良好的生物活性等优点,被广泛用于香料、医药、农药等

药物化学实验讲义(萘普生)2011版

手性药物萘普生的光学拆分法制备 一:实验目的 掌握用光学拆分法制备手性药物萘普生,了解拆分消旋化合物的原理,学习用旋光仪分析手性药物中间体光学纯度的方法。 二:实验原理 具有手性的药物其对映体往往有完全不同的药理活性,单一对映体的手性药物因其药效高、副作用低和安全等优点,受到了化学家和制药企业的重视,近二、三十年,手性药物得到了很大的发展,其销售额以每年15%的速度在增长。 萘普生为非甾体类抗炎镇痛药,用于治疗风湿性和类风湿性关节炎、胃关节炎、强直性脊柱炎、痛风、关节炎、腱鞘炎.亦可用于缓解肌肉骨骼扭伤、挫伤、损伤以及痛经等所致的疼痛。研究表明(S)-萘普生的药效是(R)-萘普生的28倍。 目前获得单一手性化合物的方法主要有:①手性源合成法:以手性物质为原料合成其他手性化合物。②不对称催化合成法:是在催化剂或酶的作用下合成得到单一对映体化合物的方法。③外消旋体拆分法:是在拆分剂的作用下,利用物理化学或生物方法将外消旋体拆分成两个对映体,其中化学拆分法是工业生产上广泛应用的方法。化学拆分法是利用如果外消旋体分子含有的活性基团与某一光学活性试剂(拆分剂)进行反应,生成两种非对映异构体的盐或其它复合物,再利用它们物理性质(如溶解度)和化学性质的不同将两者分开,最后把拆分剂从中分离出去,便可得到单一对映体。 本实验拆分的反应式如下: H3CO CHCOOH CH3 (±)-萘普生 H3CO CHCOOH CH3 (+)-萘普生 (-)-葡辛胺 拆分 反应结束后得到的产物(S)-萘普生,需测定其对映选择性,即产物的对映体过剩(ee 值)。其测定方法有多种,本实验利用的是旋光仪的方法。 三、仪器和试剂 旋光仪;熔点仪;磁力搅拌器(带加热控温);搅拌子;100 ml烧瓶;冷凝管;布氏漏斗;烘箱;小勺。 主要原料、试剂的规格和用量 名称规格用量外消旋萘普生 C.P. 2.5 g (—)-葡辛胺 C.P. 3.2 g 甲醇 C.P. 50 mL 氢氧化钠 A.R. 少量 盐酸少量

合成生物学的研究进展

第!期中!国!科!学!基!金"# !! !学科进展与展望! 合成生物学研究的进展 !!"中国科学院院士$ 本文于!%%&年’!月!"日收到$张春霆" !天津大学生命科学与工程研究院"天津(%%%)!# "摘!要#!本文简要介绍了合成生物学发展的历史背景与定义"它的主要研究内容"包括基因线路$合成基因组$合成药物与生物基产品或材料等%探讨了合成生物学与基因工程的异同"介绍了合成生物学在中国的发展情况"讨论了伦理道德与安全问题"最后展望了合成生物学的发展前景% "关键词#!合成生物学!基因线路!合成基因组!合成药物!合成生物基产品或材料!合成*+,序列 !!合成生物学的历史背景与定义 ’--%年人类基因组计划启动!随后模式生物基因组计划也快速实施!产生了大量的基因组*+,序列信息"由于新技术的出现!又促进了转录组学#蛋白质组学和代谢组学等的产生和发展"这一切又催生了一系列新兴交叉学科!如生物信息学和系统生物学等"基础研究的成果最终要转化为生产力!而合成生物学在!’世纪初的出现则是上述学科发展的一个合乎逻辑的结果"那么什么是合成生物学呢$合成生物学网站是这样介绍的%合成生物学包括两重意义%&’’新的生物零件&./01’#组件&234563’和系统的设计与构建(&!’对现有的#天然存在的生物系统的重新设计!以造福人类社会&711.%))89:; 173156<5=>=?9$=0?)’"维基百科全书是这样描述的%合成生物学旨在设计和构建工程化的生物系统!使其能够处理信息#操作化合物#制造材料#生产能源#提供食物#保持和增强人类的健康和改善我们的环境&711.%))3:$@5A5.325/$=0?)@5A5)B9173156*<5=>=; ?9’" "!合成生物学的主要研究内容 "#!!基因线路$$%&%’())(*)+(’% 说起基因线路或基因回路!最早可追溯到C/6=<和D=:=2关于半乳糖操纵子模型的经典工作" !"#$%&杂志在!%%%年发表了基因振荡和基因双稳态两个基因线路!被认为是奠基性的工作"现在则 已发表了大量的有关基因线路的工作!本文不拟详加介绍"一个典型的基因线路是基因双稳态线路+’,!由两个蛋白质编码基因与两个相对应的启动子组成"线路是这样设计的%蛋白质’的表达抑制了蛋白质!的表达!系统只有蛋白质’存在(反之!蛋白质!的表达抑制了蛋白质’的表达!系统只有蛋白质!存在"可在双稳态线路中加入诱导物!促使系统在两个稳定状态之间任意翻转"基因线路有广泛的应用!因篇幅所限不能展开介绍!下面只介绍(个应用例子" &’’大肠杆菌照相术+!, 首先从集胞兰细菌基因组中克隆两个基因并转入大肠杆菌!使之能生成对光敏感的藻青素!简称E F G"接着利用大肠杆菌中双组份信号转导系统’()*+,-./!将与E F G共价结合的脱辅基蛋白与’()*的组氨酸激酶结构域融合构成一个嵌合体!成为一个光敏部件"同时!将0-.1基因与2"3*基因融合!通过在2"3*基因上游引入0-.1启动子使其表达依赖于,-./"通过这一基因线路!2"3*基因的表达就会受光调控"当有红光照射时&相当于被摄物体的光亮部分’!’()*的自磷酸化被抑制!从而,-./不能被磷酸化激活!2"3*基因关闭!由涂抹在琼脂基片上的菌苔形成的底片保持原色"当没有红光照射时&相当于被摄物体的黑暗部分’!过程正好相反!’()*的自磷酸化被激活!从而使2"3*基因被磷酸化的,-./激活而表达!其产物为半乳糖苷酶!催化菌苔中的B;?/>&一种化合物’反应生成

香豆素类化合物的研究进展

香豆素类化合物的研究进展(天然药物化学课程论文) 2015年1月10日

香豆素类化合物的药理及毒理作用 摘要:香豆素类化合物广泛分布于植物界中,存在于芸香科、伞形科、菊科、豆科、瑞香科、茄科等高等植物中,在动物及微生物代谢产物中也有存在。香豆素的生理活性多种多样,具有镇痛抗炎、抗艾滋病、抗肿瘤、抗氧化、降压、抗心律失常等多种药理作用。香豆素类化合物分子量较小,合成相对简单,生物利用度高,近年来的研究发现,香豆素类化合物在啮齿类动物中存在着明显的毒性作用,且具有种属和位点特异性,这与其代谢途径和CYP2A6 酶的多态性有关。另外,毒性作用还与给药剂量和给药途径密切相关,口服和高剂量给药更容易产生毒性反应。由于香豆素及其衍生物结构的特殊性,其药理及毒理作用成为国内外持续研究的热点。 关键词:香豆素,药理,毒理,进展 1 药理作用 1.1抗肿瘤作用 杨秀伟等应用人鼻咽癌细胞株 KB 和人白血病细胞株 HL-60筛选40种香豆素类化合物对其生长的抑制作用。结果显示马栗树皮苷、去甲基呋喃皮纳灵、前胡素和二氢山芹醇当归酸酯对人鼻咽癌细胞株KB细胞的生长有一定程度的抑制作用,且呈浓度效应关系;伞形花内酯和牛防风素对人白血病细胞株 HL-60细胞的生长有一定程度的抑制作用。周则卫等用蛇床子素给小鼠灌胃后观察抑瘤率和胸腺、脾指数及肝重量变化。结果表明蛇床子素体外和体内对实验肿瘤均有明显的抗肿瘤活性,而且在给药剂量下实验动物未出现任何毒性反应。蛇床子素对3种瘤谱均有明显的抑瘤效果并且对小鼠的肝、脾指数和胸腺指数几乎无影响;而阳性对照药顺铂组对小鼠的肝、脾指数、胸腺指数有着明显的损伤。结果显示蛇床子素有可能研制成为一种低毒、高效的抗肿瘤新药。 1. 2 抗氧化作用 天然和合成的一些香豆素类化合物具有良好的抗氧化和清除自由基的功能。文献报道,一些香豆素类化合物能够影响ROS的形成和清除,从而影响自由基介导的氧化损伤。许多研究表明这种天然的抗氧化剂具有多种药理作用,如神经保护、抗肿瘤、抗诱变和抗炎作用,这些作用均与其抗氧化活性有关。秦皮提取物中的香豆素类成分具有较好的清除自由基的活性,能够抑制 Fe 2 + 和抗坏血酸诱导的脂质过氧化作用。4-甲基香豆素类化合物通过氨基取代能够明显的抑制脂质过氧化反应,而原位的羟基和氨基取代的香豆素类化合物具有很强的抗氧化和清除自由基的能力。阿霉素在治疗肿瘤的过程中,由于氧化应激产生大量的自由基而发生心血管毒性作用,限制了其临床应用。4-甲基- 7. 8- 二羟基香豆素具有很强的抗氧化性,而且毒性低,与阿霉素合用能够降低治疗过程中产生的ROS,而不影响阿霉素对MCF7细胞的毒性。 1. 3 抗抑郁和中枢神经保护作用 研究发现对轻度抑郁的小鼠,补骨脂 Psoralea corylifolia 种子中的总呋喃香豆素具有良好的治疗作用,并有剂量依赖性。实验证明其抗抑郁作用是以氧化性应激系统、下丘脑- 垂体- 肾上腺皮质 (HPA) 系统以及 MAO 等为介导的。天冬氨酸受体 (NMDARs) 与神经退化性疾病有关,Irvine 等报道 6- bromocoumarin- 3- carboxylic acid (UBP608) 是 NMDARs的负向酶变构调节剂,香豆素作为重组 NMDAR 调节剂,在对二者构效关系的研究发现,在香豆素环中,6, 8 位的溴或碘能增强其对 NMDAR 的抑制作用。香豆素可作为谷氨酸 N2 亚组的选择性抑制剂,应用于治疗神经退化性疾病,如神经痛、抑郁、癫痫。6- bromo- 4- methylcoumarin- 3-carboxylic acid (UBP714) 则能增强对 CA1 区海马体中磷酸合酶 NMDAR 的调控作用,同时还是亚基选择性 NMDAR增效剂的模板,用于治疗认知缺陷或精神分裂症。尚有研究表明香豆素具有抗惊厥和神经毒性作用,也有报道称以香豆素为骨架的氧杂环化合物可作为单胺氧化酶抑制剂,用于治疗帕金森综合征。 1. 4 抗炎作用

香豆素-3-羧酸的合成

香料——香豆素-3-羧酸的 合成 班级:09级应化(2)班 姓名:张和、王娟 学号:FNS32010004 12009240280 日期:2012年6月1日

香料——香豆素-3-羧酸的合成 张和王娟 宁夏大学化学化工学院应用化学(2)班 摘要:本实验采用水杨醛和丙二酸脂在弱碱六氢吡啶的催化下进行Knoevenagel缩合合成香豆素-3-羧酸乙酯,然后经碱水解、酸化而成香豆素-3-羧酸。通过实验探究合成香豆素-3-羧酸的最佳实验条件,了解其相关性能。 关键词:香豆素-3-羧酸;水杨酸;丙二酸脂;六氢吡啶等。 1 引言 香豆素,又名1,2-苯并吡喃酮,是一种重要的香料,其香型为香辣型,表现为甜而有香茅草的香气,常用作定香剂,用于紫罗兰、素心兰、葵花、兰花等香型的日用化妆品及香皂中,也用作饮料、食品、香烟、橡胶制品、塑料制品等的加香剂。也广泛存在于自然界中的一种内酯类化合物,在芸香科和伞形科植物中存在最多,其次是豆科、兰科、木樨科、茄科和菊科植物,少数来自微生物。它具有抗艾滋、抗肿瘤、增强免疫等生理活性并且通过香豆素环上不同位置的取代修饰,可以得到具有不同范围的吸收和荧光发射波长,从而显示不同颜色和具有较强荧光的衍生物,香豆素类化合物除了广泛用作荧光增白剂[1]、荧光染料和激光染料[2]外,又由于具有较好的光电性能,还被应用于电致发光材料[3]、太阳能电池的有机光敏染料以及生物蛋白研究中的荧光探针[4]等领域。 2实验部分 2.1试剂规格及仪器 2.1.1试剂规格 水杨醛;丙二酸二乙酯;无水乙醇;冰醋酸;六氢吡啶;氢氧化钠;95%的乙醇;浓盐酸;蒸馏水等。

2.1.2仪器 恒温水浴锅;球形冷凝管;氯化钙干燥管;圆底烧瓶;温度计;锥形瓶;恒温干燥箱等。 2.2实验原理 本实验采用水杨醛和丙二酸脂在弱碱六氢吡啶的催化下进行Knoevenagel缩合合成香豆素-3-羧酸乙酯,然后经碱水解、酸化而成香豆素-3-羧酸。反应过程如下: Knoevenagel缩合合成香豆素-3-羧酸乙酯: 经碱水解、酸化而成香豆素-3-羧酸 2.3实验方法 2.3.1香豆素-3-羧酸乙酯的合成 在干燥的100 mL圆底烧瓶中,加入2.2 mL(0.041mol)的水杨醛、3.4mL(0.045mol)丙二酸二乙酯和12.5 mL无水乙醇,再用滴管滴入0.25mL的六氢吡啶,加入几颗沸石,装上接有无水氯化钙干燥管的回流冷凝管,在水浴中加热回流1h。冷却后将反应物倒入10mL冰水中,于冰水中结晶,立即有大量晶体析出。待结晶完全后,抽滤,滤饼每次用冰的50%的乙醇洗涤2~3次。得产品于80℃烘箱中干燥,得到3.68g白色晶体。

水热与溶剂热合成技术研究进展综述

水热与溶剂热合成技术研究进展综述 摘要:水热与溶剂热合成是无机合成中的重要技术,在大多技术领域得到广泛的研究和应用,是近年来十分活跃的研究领域。本文概述了水热与溶剂热合成的基本特点和反应类型,综述近年来水热与溶剂热合成技术的应用以及研究进展。关键词:水热合成;溶剂热合成;无机合成技术;应用;研究进展;现状。 1 前言 水热和溶剂热合成研究工作经久不衰并逐步演化出新的研究课题如水热条件下的生命起源问题以及与环境友好的超临界水氧化过程。由于水热与溶剂热合成化学在材料领域的广泛应用,世界各国越来越重视这一领域的研究。 水热与溶剂热合成是指在一定温度(100~1000℃)和压强(1~100MPa)条件 下利用溶液中物质化学反应所进行的合成,是研究物质在高温和密闭高压溶液条件下的化学行为与规律的化学分支。水热法是模拟自然界中某些矿石的形成过程而发展起来的一种软化学合成法,已被广泛地应用于材料制备、化学反应和处理,不仅在实验室里得到了应用和持续的研究,而且实现了产业规模的人工水晶水热生长,成为十分活跃的研究领域。溶剂热反应是近年来材料领域的一大研究热点,它是水热反应的发展,与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。与其它制备路线相比,溶剂热反应的显著特点在于反应条件非常温和,可以稳定亚稳物相、制备新物质、发展新的制备路线等。 2水热与溶剂热合成基础 2.1 水热与溶剂热合成的基本特点 水热法是指在密闭的不锈钢反应釜中,以水为溶剂,在一定温度下,在水自身产生的压强(即水的自生压强)下,反应混合物进行反应生成产物的合成方法。溶剂热反应是水热反应的发展,该法以非水溶剂代替水,不仅扩大了水热技术的应用范围,而且由于溶剂处在近临界的状态下,能够实现通常条件下无法实现的许多反应,合成通常条件下无法制得的物相或物种,并且能生成介稳态结构的材料,很大程度上扩展了纳米功能材料合成的领域[1]。 水热与溶剂热合成研究特点之一是,在高温高压条件下,水或其它溶剂处于临界或超临界状态,反应活性提高。物质在高温高压溶剂中的物理性能与化学反

香豆素的研究进展开题报告

毕业论文(设计)开题报告 二级学院专业:年级: 学生姓名指导教师 论文(设计)题目香豆素的研究进展 与本课题有关的国内外研究情况: 异香豆素(学名:1H-2-苯并吡喃-1-酮)是一些天然产物的基本结构,广泛分布于自然界中,种类繁多,此类化合物具有广泛的生物活性,可用作杀虫剂,昆虫信息素,植物抗毒素和植物生长刺激素等。近20年来研究结果表明,异香豆素类化合物具有多方面的生理和生物活性。Furuta等人的早期研究证明了某些异香豆素衍生物,如3,4-二甲基-6-甲氧基-8-羟基异香豆素等具有极强的消炎作用。海洋生物因其独特的生存环境,能够产生许多陆地生物所不能产生的活性物质,这对最终解决威胁着人类健康的许多重大疾病,如恶性肿瘤、糖尿病、艾滋病等具有重要的意义。CANDO L M等从海洋芽孢杆菌中分离到一种新的异香豆素,能抑制DNA及蛋白质合成,对多种肿瘤细胞均有明显的细胞毒性。虽然国内外有许多关于异香豆素的研究,但针对海洋异香豆素综合概述综述文献却没有,而且海洋一个无具有巨大价值资源库,因此,我国在对于海洋异香豆素的研究进展情况的分析、如何更好地合理利用海洋这个资源库这方面的研究是十分注重的。 本课题研究的主要内容及方法: 研究内容主要有两方面:1.异香豆素的来源:(主要针对海洋的微生物,动植物)异香豆素类化合物广泛分布于自然界,从植物,动物,海洋生物及微生物中都分离出类化合物。海洋生物正成为人们研究异香豆素来源的一大热点,特别针对微生物。其中海洋芽孢杆菌,海洋真菌发酵液,南海红树,海藻等海洋生物都含有极其丰富的异香豆素。为人类提供丰富的资源。 2.异香豆素的活性情况:异香豆素是一些天然产物的基本结构,最近发现其衍生物具有抗菌、消炎、抗癌、抑制蛋白酶和除草等生理和生物活性。由于有明显的抗癌活性,对此类化合物研究更加活跃。为了研究这类化合物的构效关系寻找有实用价值的抗癌药物人们对此类化合物还进行了大量的生物活性研究。 研究方法: 分别从以下几方面进行分析研究: 1.异香豆素国内外研究情况:分别对国内外的有关异香豆素的综述文献进行划分,统计其近5年有关异香豆素的研究进展的情况。 2.海洋生物所含异香豆素情况:调研海洋不同种类生物所含异香豆素的情况。 3.异香豆素的生物活性情况:通过查大量综述文献分析异香豆素生物活性情况。 4.总结与分析

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