姜黄素单羰基氨基酸衍生物的合成及性质研究毕业论文

姜黄素单羰基氨基酸衍生物的合成及性质研究

毕业论文

目 录

摘 要 ......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 Abstract ......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一章 文献综述 ........................................................................................................................................... 1

1.1 姜黄素及姜黄素类化合物简介 ...................................................................................................... 1 1.2 姜黄素的生物活性 .......................................................................................................................... 1

1.2.1 抗肿瘤 ................................................................................................................................... 1 1.2.2 保护心血管系统 ................................................................................................................... 2 1.2.3 其他生物活性 ....................................................................................................................... 2 1.3 姜黄素结构修饰的目的 .................................................................................................................. 2

1.3.1 提高药效 ............................................................................................................................... 2 1.3.2 延长半衰期，提高生物利用度 ........................................................................................... 3 1.3.3 增加水溶性，提高稳定性 ................................................................................................... 3 1.4 单羰基姜黄素衍生物合成方法 ...................................................................................................... 3

1.4.1 不对称单羰基姜黄素衍生物合成 ....................................................................................... 3 1.4.2 对称单羰基姜黄素衍生物合成 ........................................................................................... 4 1.5 姜黄素衍生物应用 .......................................................................................................................... 4

1.5.1 姜黄素衍生物抗肿瘤作用 ................................................................................................... 5 1.5.2 姜黄素衍生物抗氧化作用 ................................................................................................... 5 1.5.3 姜黄素衍生物杀虫作用 ....................................................................................................... 5 1.5.4 姜黄素衍生物其它作用 ....................................................................................................... 6 1.6 课题的研究内容及意义 .................................................................................................................. 6 第二章 姜黄素单羰基氨基酸衍生物合成 ................................................................................................... 8

2.1 实验药品与仪器 .............................................................................................................................. 8

2.1.1 试剂及药品 ........................................................................................................................... 8 2.1.2 仪器与设备 ........................................................................................................................... 8 2.2 实验原理与方法 .............................................................................................................................. 9

2.2.1 目标化合物结构 ................................................................................................................... 9 2.2.2 目标化合物合成 ................................................................................................................... 9 2.2.3 姜黄素单羰基氨基酸衍生物的Cu2+离子识别功能 ....................................................... 11

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第三章 结果与讨论 ..................................................................................................................................... 12

3.1 姜黄素单羰基甘氨基酸衍生物（1） .......................................................................................... 12

3.1.1 红外光谱 ............................................................................................................................. 12 3.1.2 1H-NMR谱 .......................................................................................................................... 12 3.1.3 13C-NMR谱 ......................................................................................................................... 13 3.2 姜黄素单羰基丙氨基酸衍生物（2） .......................................................................................... 13

3.2.1 红外光谱 ............................................................................................................................. 13 3.2.2 1H-NMR谱 .......................................................................................................................... 13 3.2.3 13C-NMR谱 ......................................................................................................................... 14 3.3 姜黄素单羰基半胱氨基酸衍生物（3） ...................................................................................... 14

3.3.1 红外光谱 ............................................................................................................................. 14 3.3.2 1H-NMR谱 ........................................................................................................................... 15 3.3.3 13C-NMR谱 ......................................................................................................................... 15 3.4 姜黄素单羰基甲硫氨基酸衍生物（4） ...................................................................................... 16

3.4.1 红外光谱 ............................................................................................................................. 16 3.4.2 1H-NMR谱 .......................................................................................................................... 16 3.4.3 13C-NMR谱 ......................................................................................................................... 17 3.5 姜黄素单羰基氨基酸钠衍生物的铜离子识别功能 .................................................................... 17 第四章 结 论 ............................................................................................................................................. 19 参考文献 ....................................................................................................................................................... 20 致 谢 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。

II

大连民族学院2013届应用化学专业本科毕业论文

第一章 文献综述

1.1姜黄素及姜黄素类化合物简介

在姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取出了姜黄素这种化学成分，从姜黄中提取得到黄色物质姜黄素，味道稍苦，难溶于水。姜黄素［Curcumin，Cur，1,7-二( 4-羟基-3-甲氧基)苯基-1,6-庚二烯-3,5-二酮，其结构见如图1.1，是其主要有效成分[1]。大量实验研究表明，姜黄素具有降血脂、抗肿瘤、抗炎、利胆、抗氧化等作用，在保健品及药物开发利用方面具有广泛的应用前景[2-4]。姜黄素虽然具有生物利用率低、稳定性和水溶性差等缺点，但是由于它的低毒性和相对很安全的优点而被作为药物应用。研究的热点之一就是对姜黄素进行结构修饰、合成具有多种生物活性的姜黄素衍生物。

姜黄素的化学结构很对称，它含有一个活泼的亚甲基、两个酚羟基和两个不饱和羰基，正是由于这些基团的存在，才得以与生物大分子结合。姜黄素的结构修饰主要包括对苯环的修饰、对亚甲基的修饰以及对不饱和的羰基的修饰，通过对姜黄素进行结构修饰来合成多样的姜黄素衍生物[5]。张荣凯等[6] 对姜黄素的结构修饰进行了总结，其生物活性与化学结构有关得到进一步的证实。郑华等[7] 进一步研究了姜黄素衍生物及其生物活性（抗肿瘤、抗氧化、抗炎等），并合成了大量的姜黄素衍生物，其结构具有多样性，其中一部分衍生物比姜黄素的生物活性更好，明显改善了姜黄素的理化性能。他们所做的这些研究为设计具有更好生物活性的姜黄素类似物和研发具有临床价值的药物奠定了良好的基础。

图1.1 姜黄素结构

1.2 姜黄素的生物活性

近年来，国内外学者十分热衷于姜黄素的研究，并不断拓展其研究领域。特别是对其生物活性的研究。 1.2.1抗肿瘤

姜黄素能有效发挥抗肿瘤作用是通过对肿瘤细胞的诱导使其凋亡、对肿瘤细胞增殖进行抑制和防止肿瘤组织新生血管的生成等途径实现的。姜黄素因其抗癌谱广、不良

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应小等优点，已经被美国国立肿瘤研究所列为第3代肿瘤化学预防药物[8]。姜黄素对多种肿瘤如肝癌、前列腺癌、胃癌、子宫癌等均具有良好的疗效，它能发挥抗肿瘤作用，是因为它通过保护正常细胞来对抗各种致癌因素或抑制肿瘤细胞发展，还能直接杀灭癌变细胞。目前，国内外许多学者都深入研究了姜黄素的抗肿瘤机制。Zhen[9]发现姜黄素能使乳腺癌细胞的DNA发生损伤，防治乳腺癌是通过调节乳腺癌细胞中BRCA1蛋白的表达。陈朝晖[10]等研究了姜黄素对人前列腺的作用，得出人前列腺癌细胞株PC-3可以被其诱导而死亡。Marie[11]等研究表明姜黄素能够预防和治疗前列腺癌，是通过对前列腺癌细胞的增殖进行抑制，阻止前列腺癌细胞的转移等机制来达到预期效果。最重要的是，姜黄素应用于抗肿瘤时不良反应极小，在姜黄素抗胰腺癌的二期临床试验中，胰腺癌患者服用姜黄素8 g/day，连续服用8周后也未发现有相关姜黄素不良反应的发生，甚至某些病人连续服用姜黄素l6周也无相关的不良反应[12]。因此，姜黄素被认为是一种低毒高效的抗肿瘤药物。虽然姜黄素具有良好的抗肿瘤作用，但是由于姜黄素的水溶性差、生物利用度低、见光易分解等缺点，限制了姜黄素在临床上的应用，如果能够改善姜黄素的这些缺点，将会极大促进姜黄素的应用范围，促进姜黄素产业的发展，为肿瘤的成功治愈做出巨大贡献。 1.2.2 保护心血管系统

除了抗肿瘤外，姜黄素在心血管疾病方面也具有较好的疗效，能减轻缺氧缺血和因过氧化而造成的心肌损伤，防治心力衰竭，防止心肌细胞肥大并改善心功能。姜黄素对血管紧张素Ⅱ诱导新生大鼠心肌细胞肥大具有较好的保护作用，其防止心肌细胞肥大的机制可能与抑制Ca2+/CaN信号转导通路有关[13]。此外，姜黄素对动脉硬化程度可得到有效改善，并使血脂得含量得到有效抑制，对血脂代谢起到调节作用。 1.2.3其他生物活性

姜黄素除了拥有抗肿瘤、抗病毒等生物活性外，还具有抗氧化、抗衰老、抗菌、抗纤维化等功效。姜黄素是一种多酚类物质，苯环上的羟基氢具有抗氧化作用，故姜黄素具有清除自由基和抗氧化的能力，并能够显著增强抗氧化酶如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性。此外，现已发现姜黄素能够抑制HIV-1整合酶的活性，从而达到防治艾滋病的效果，且其不良反应小、价廉、药源广、服用方便，具有很好的临床应用前景[14]。

1.3 姜黄素结构修饰的目的

1.3.1 提高药效

姜黄素结构修饰的主要目的是提高姜黄素作为药物的疗效。国内外研究者在这方面

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