4种黄酮小分子对DPPH自由基的清除作用及构效关系研究

通过紫外可见光谱测定了4种黄酮小分子芦丁、牡荆素、山奈素、金丝桃苷对DPPH自由基的清除率、稳定性及半抑制浓度(IC50),并以常用的天然抗氧化剂抗坏血酸作为对照,考察了其抗氧化效果,探讨了黄酮类化合物的抗氧化性与结构的关系。结果表明：不同的抗氧化剂清除DPPH自由基达到平衡的时间不同,芦丁所需时间最长。4种黄酮小分子及抗坏血酸均对DPPH自由基有清除效果,并存在一定的量效关系。对DPPH自由基的清除能力从大到小依次为金丝桃苷、抗坏血酸、芦丁、山奈素、牡荆素。结构分析表明,B环邻二酚羟基是黄酮类化合物抗氧化所必需的基团,其羟甲基化及A环羟基糖苷化不利于黄酮类化合物的抗氧化活性。而C环3-OH的糖苷化对抗氧化活性有利,且单糖苷优于双糖苷。     

蒲公英黄酮抗氧化活性的构效关系分析

蒲公英作为传统的中药材,具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗炎等多种药用价值。黄酮是蒲公英发挥抗氧化作用的重要活性成分。蒲公英黄酮抗氧化性能的实验研究备受关注,然而从分子水平对蒲公英黄酮结构与抗氧化活性之间的内在关系缺乏系统的研究。本文借助于密度泛函理论,针对蒲公英中5种重要的黄酮化合物(槲皮素、芦丁、木犀草素、芹菜素、香叶木素),通过优化结构参数、捕获DPPH自由基的热力学能量分析,NBO电荷分布、半醌自由基的自旋密度分析等方面深入探讨了蒲公英黄酮化合物抗氧化活性的构效关系及内在规律。结果表明：5种蒲公英黄酮化合物抗氧化活性为芦丁>槲皮素>木犀草素>>香叶木素>芹菜素,酚羟基的位置是影响蒲公英黄酮抗氧化活性差异的主要因素。蒲公英黄酮不同位点抗氧化活性的高低与其酚羟基上H原子的电荷分布、黄酮自由基的稳定性成正比关系,自由基单电子的离域程度和分子内氢键的稳定化作用共同决定了B环4’-OH是蒲公英黄酮的关键活性位点。     

Determination of antioxidant activity of natural products based on the spectroscopic absorbance of Ce(Ⅳ)

基于在H2SO4,Na2SO4介质中稳定存在的Ce(Ⅳ)的还原,在320 nm时,采用紫外可见分光光度计测定Ce(Ⅳ)吸光度,建立还原率与样品浓度的剂量关系,以线性关系的斜率为主要评价指标,评价样品的抗氧化活性.结果表明:针对5种结构相近的黄酮化合物,抗氧化活性顺序为:槲皮素＞山奈酚＞木犀草素＞芹菜素＞黄芩素;针对中药植物湖北旋覆花,抱石莲和吉祥草的提取物,正丁醇、乙酸乙酯部位是抗氧化活性成分的主体部位,但在旋覆花和抱石莲中,正丁醇部位抗氧化活性更强,而在吉祥草中,乙酸乙酯部位明显强于正丁醇部位;此外,不同提取方法得到的提取物抗氧化活性不同,低温回流和超声提取均可提高效率,但超声提取的时间应该控制在30 min以内.本评价方法操作简单,结果稳定可靠,检测限低,适合于天然产物抗氧化活性植物及活性部位的快速筛选.     

5,7-二羟基-4''''-甲氧基二氢黄酮与牛血清白蛋白的相互作用研究

应用荧光光谱、紫外吸收光谱和核磁共振波谱研究了5,7-二羟基-4'-甲氧基二氢黄酮(ISO)与牛血清白蛋白(BSA)分子间的相互作用.研究表明:ISO对BSA内源性荧光的猝灭机制属于ISO和BSA形成化合物所引起的静态猝灭;二者的结合常数为7.41×1011L/mol,结合位点数为1.98.ISO与BSA作用的活性部位为其分子内的7-OH和5-OH,且7-OH活性强于5-OH,并且随着ISO浓度增大,BSA的构象发生了变化.     

4'''',5,7-三羟基二氢黄酮与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

应用紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱等方法对人血清白蛋白(HSA)与4',5,7-三羟基二氢黄酮(naringenin,NAR)相互作用的机理进行了研究.紫外光谱显示,在生理pH下NAR分子中A环7位的酚羟基发生部分解离,7位酚羟基的解离使A环与B环上羰基形成的共轭体系的紫外吸收峰发生明显红移;药物与蛋白质的相互作用使该谱带发生了进一步的红移,说明该共轭体系参与了与蛋白质的相互作用.在药物与蛋白质浓度比(cNAR/cHSA)为0.1～10的范围内,NAR在HSA上只有一个结合位点(可能位于site I),结合常数为1.27×105L·mol~(-1)(n=5,RSD小于5%).研究了不同pH值条件下药物对蛋白质荧光猝灭的影响,发现药物分子中的没有解离的活性基团在结合过程中发挥着主导作用.在缓冲水溶液和重水溶液中分别测定了与药物作用前后蛋白质二级结构的变化.随着药物浓度的增加,NAR和HSA之间的相互作用使HSA的α-螺旋结构的含量明显降低,而β-折叠和β-转角结构的含量增加,无轨结构在药物浓度较高时也有少量的增加.结合紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱结果,探讨了HSA与NAR相互作用的模式.     

邻苯二酚衍生物与稀土元素配位反应的研究(V)——3,4-二羟基苯甲酸与铈(Ⅲ)的配位与转型反应

研究了稀土元素铈(Ⅲ)离子与3,4-二羟基苯甲酸(H3L)在水溶液体系中生成羧基配位化合物的条件,表征其组成为Ce(H2L)2(OH)·3H2O,并研究了该配合物在一定条件下,铈离子由羧基配位反应变为由两八邻酚羟基配位的配合物[Ce(HL)n]的转型反应及氧化成铈(Ⅳ)配合物的反应.     

天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮与5-羟基-3-异戊烯基黄酮的全合成

以2,4,6-三羟基苯乙酮和2,6-二羟基苯乙酮为原料, 分别通过甲基保护酚羟基、 苯甲酰氯酰化、 Bake-Venkataraman重排、 异戊烯基化、 酸催化关环及EtSLi脱去甲基等6步反应, 以高收率完成了天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮(1a, 收率80.6%)和5-羟基-3-异戊烯基黄酮(1b, 收率84.9%)的全合成, 所有化合物均经 ¹H NMR 和 ¹³C NMR表征确定. 通过密度泛函理论方法对目标产物(1a和1b)的生物活性进行了预测. 结果表明, 3位异戊烯基侧链的存在能大大增强化合物相应的生物活性, 而且是化合物生物活性增强必需的取代基. 另外, 目标产物1a的生物活性高于产物1b, 归因于黄酮类化合物分子中A环上的7-OH属增效基团, 起到增强生物活性的作用, 化合物1a分子中A环上有7-OH, 而化合物1b分子中则无该基团. 本合成方法对其它3-烃基黄酮类天然化合物的合成具有潜在的适用性, 所预测的生物活性结果为3-烃基黄酮类化合物的构效关系研究奠定了基础.     

5,7-二羟基-4'-甲氧基二氢黄酮与牛血清白蛋白的相互作用研究

应用荧光光谱、紫外吸收光谱和核磁共振波谱研究了5,7-二羟基-4'-甲氧基二氢黄酮(ISO)与牛血清白蛋白(BSA)分子间的相互作用. 研究表明: ISO对BSA内源性荧光的猝灭机制属于ISO和BSA形成化合物所引起的静态猝灭; 二者的结合常数为7.41×10¹¹ L/mol, 结合位点数为1.98. ISO与BSA作用的活性部位为其分子内的7-OH和5-OH, 且7-OH活性强于5-OH, 并且随着ISO浓度增大, BSA的构象发生了变化.     

在原碲酸盐水溶液中用臭氧氧化Pr(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)

在原碲酸盐水溶液中,用臭氧氧化Pr(Ⅲ)和Tb(Ⅲ),得到了相应的四价化合物。由紫外和可见吸收光谱证明了溶液中Pr(Ⅳ)和Tb(Ⅳ)的存在。动力学研究发现Pr(Ⅳ)和Tb(Ⅳ)在碱性溶液中的还原反应是拟一级反应,其半衰期分别为18′14″和2.65天。测定了有络合剂存在时,不同浓度Tb(Ⅳ)溶液的电位,测得Tb(Ⅳ)/Tb(Ⅲ)电对在该条件下的克式量电位是+0.953V。     

不同取代羟基黄酮类化合物与血清白蛋白的相互作用分析

采用荧光光谱法研究了3种具有不同取代羟基的黄酮类化合物芹菜素、染料木素和高良姜素与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用,测定了3种黄酮化合物与BSA的结合常数和结合位点,并分析了它们对BSA的荧光猝灭过程及其之间的相互作用类型,同时利用同步荧光和紫外吸收光谱探讨了它们对BSA构象的影响.结果表明,3种黄酮类化合物分子中的羟基数目以及位置对各化合物与BSA的作用有重要影响,导致水溶液中这3种黄酮类化合物与BSA发生相互作用的强弱不同,其作用力顺序为芹菜素>高良姜素>染料木素.     

5,7′-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其金属有机配合物的密度泛函和自然键轨道及电子密度拓扑理论研究

采用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G水平上对5,7′-(亚甲胺基)-二-羟基喹啉及其3种金属M(M=Zn, Mg, Be)有机配合物M(5,7′-Iminomethylq2)2的结构进行了全优化, 并用TDDFT方法计算了吸收光谱. 同时, 利用自然键轨道理论(NBO)和电子密度拓扑分析(AIM)方法对分子内氢键进行了分析. 结果表明, 光谱计算值与实验值基本符合, 该类化合物均具有较大的电子亲和能, 改变中心金属原子对配合物吸收光谱性质的影响不大. 和5,7′-Iminomethylq2相比, M(5,7′-Iminomethylq2)2的吸收光谱产生明显红移. 5,7′-Iminomethylq2及其M(5,7′-Iminomethylq2)2分子内存在较强的氢键, 可形成三元环, 五元环和六元环. 分子内氢键的存在使分子的稳定性增加.     

邻苯二酚衍生物与稀土元素配位反应的研究(Ⅴ)——3,4-二羟基苯甲酸与铈(Ⅲ)的配位与转型反应

研究了稀土元素铈(Ⅲ)离子与3,4-二羟基苯甲酸(H₃L)在水溶液体系中生成羧基配位化合物的条件,表征其组成为Ce(H₂L)₂(OH)·3H₂O,并研究了该配合物在一定条件下,铈离子由羧基配位反应变为由两个邻酚羟基配位的配合物[Ce(HL)_n]的转型反应及氧化成铈(Ⅳ)配合物的反应。     

黄酮类抗氧化剂结构-活性关系的理论解释

用AM 1方法对若干黄酮类抗氧化剂做了计算 .发现 :( 1 )黄酮化合物邻二酚羟基清除自由基的活性强于间二酚羟基 .原因一是前者半醌式自由基与邻位酚羟基形成分子内氢键 ,从而更稳定 ;二是前者半醌式自由基通过共振形成邻苯醌 ,这使其未成对电子密度在邻位氧上有较多分布 ,内能更低 .( 2 )色原酮类黄酮化合物C环的吸电子性质使它对A环酚羟基有钝化作用 ,使其更不活泼 .由于B环受C环影响较小 ,而且大多数黄酮类抗氧化剂B环为邻二酚羟基取代 ,因此实验总结出的B环酚羟基活性高的规律得以解释 .     

4',5,7-三羟基二氢黄酮与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

应用紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱等方法对人血清白蛋白(HSA)与4',5,7-三羟基二氢黄酮(naringenin, NAR)相互作用的机理进行了研究. 紫外光谱显示, 在生理pH下NAR分子中A环7位的酚羟基发生部分解离, 7位酚羟基的解离使A环与B环上羰基形成的共轭体系的紫外吸收峰发生明显红移; 药物与蛋白质的相互作用使该谱带发生了进一步的红移, 说明该共轭体系参与了与蛋白质的相互作用. 在药物与蛋白质浓度比(c_NAR/c_HSA)为0.1～10 的范围内, NAR在HSA上只有一个结合位点(可能位于site I), 结合常数为1.27×10⁵ L•mol^－1 (n＝5, RSD小于5%). 研究了不同pH值条件下药物对蛋白质荧光猝灭的影响, 发现药物分子中的没有解离的活性基团在结合过程中发挥着主导作用. 在缓冲水溶液和重水溶液中分别测定了与药物作用前后蛋白质二级结构的变化. 随着药物浓度的增加, NAR和HSA之间的相互作用使HSA的α-螺旋结构的含量明显降低, 而β-折叠和β-转角结构的含量增加, 无轨结构在药物浓度较高时也有少量的增加. 结合紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱结果, 探讨了HSA与NAR相互作用的模式.     

1,4-二(苯并噁唑-1',3'-基-2')苯衍生物的合成及其物理性能研究

合成了1,4-二(苯并(口恶)唑-1′,3′-基-2′)苯衍生物13种化合物。测定了它们的熔点、红外光谱、紫外吸收光谱、荧光发射光谱、荧光量子产率、荧光寿命和激光性能。     

2,2'-二苯并噁唑衍生物的合成和光性能研究

合成了16种2,2-二苯并(口恶)唑衍生物,测定了化合物的熔点、红外光谱、紫外吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光量子产率,与1,4-二(苯并(口恶)唑1′,3′-基-2′)苯和1,4-二(苯并(口恶)唑-1′,3′-基-2′)乙烯衍生物进行了比较,讨论了它们之间光谱特性的差异.     

雌马酚的吸收光谱和荧光光谱研究

研究了雌马酚在不同pH条件下的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,从分子结构的角度解释了两种光谱在不同pH条件下发生光谱变化的原因。在中性条件下,雌马酚分子型体的最大吸收峰为280 nm;而在弱碱环境中,7位-OH质子发生电离,电离常数pKa_1=10.08±0.05,出现两个吸收峰(240 nm,294 nm),7位-OH质子电离使吸收峰发生红移;当溶液变为强碱性时,4’位-OH质子电离,电离常数为pKa_2=13.50±0.22,240 nm吸收峰的强度发生变化。在中性条件下,雌马酚的分子型体具有强荧光,最大激发波长和发射波长λ_(ex)/λ_(em)分别为278 nm/316 nm,荧光量子产率为0.11;在弱碱性溶液中,雌马酚的7位-OH质子电离,荧光光谱没有变化,但荧光强度迅速下降;在强碱性条件下,4’位-OH质子电离,导致雌马酚的荧光几乎消失。雌马酚的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的特征与分子结构中羟基的电离具有直接关系,雌马酚的7位-OH电离后的离子型体具有强吸收,它的分子型体具有强荧光。这些光谱特性可为雌马酚的光谱分析方法研究提供依据。     

氨基树脂交联型聚合物的合成及其取向松弛

用双羟基偶氮(或氧化偶氮)苯化合物与对苯二甲酰氯缩聚反应合成了端羟基偶氮(或氧化偶氮)苯低聚物。将其与丁醇醚化氨基树脂进行电场极化交联反应合成交联型非线性光学聚合物。利用红外光谱和紫外可见吸收光谱分别对交联反应、电场极化取向稳定性进行了研究。     

稀土元素对腺嘌呤及鸟嘌呤单核苷酸的水解断裂作用

本文研究稀土元素对5'-腺嘌呤核苷酸(5'-AMP)和5'-鸟嘌呤核苷酸(5'-GMP)的水解断裂作用。空气中CeCl~3在pH 9,37℃能有效地水解断裂5'-AMP及5'-GMP,而其它三价稀土对5'-AMP和5'-GMP的水解断裂作用很小, 铈对5'-AMP的水解断裂速度大于5'-GMP。紫外吸收光谱实验结果表明反应体系中Ce(Ⅲ)部分被氧化成Ce(Ⅳ), Ce(Ⅳ)的氢氧簇合物是使5'-AMP和5'-GMP水解的活性组分。     

抗肿瘤天然产物汉黄芩素的合成

汉黄芩素(wogonin,5,7-二羟基-8-甲氧基黄酮)是传统中草药黄芩的有效成分之一,其抗肿瘤活性显著,且对肿瘤细胞的杀伤作用有其独特的机制.目前报道的化学合成法大多总收率较低,反应条件苛刻或原料来源困难.笔者以2,4-二苄氧基-6-羟基苯乙酮与苯甲醛为原料,经Claisen-Schmidt缩合、氧化关环得到5,7-二苄氧基黄酮,通过对5,7-二苄氧基黄酮的8-位碘代、硼酸酯化和氧化从而高效引入8-位羟基,再经甲基化和脱苄基保护完成汉黄芩素的克级合成,总收率大于70%,且反应条件温和、无需柱层析,适合规模化生产.为该类化合物的进一步结构修饰、活性和机制研究提供了保障.