香豆素類化合物的應(yīng)用研究進(jìn)展

1、216科技資訊 科技資訊SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010NO.32SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION學(xué)術(shù)論壇香豆素(coumairn類化合物是一類具有 芳 香 氣 味 的 天 然 產(chǎn) 物, 是 重 要 的 藥 用 天 然 活 性 化 合 物 。 香 豆 素 廣 泛 存 在 于 高 等 植 物 的次生代謝產(chǎn)物,尤其是蕓香科和傘型科, 1820年,VOGEL發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)天然香豆素, 從此香豆素類化合物引起了植物化學(xué)家極 大的興趣, 許 多 有 生 理 活 性 的 香 豆 素 類 化 學(xué) 物 也 相 繼 被 發(fā) 現(xiàn) 。 香 豆

2、 素 在 植 物 體 內(nèi) 的 存 在 形 式 多 樣 , 大 部 分 以 單 香 豆 素 形 式 存 在, 少 部 分 以 雙 分 子 或 三 分 子 的 聚 合 物 形 式存在。 香豆素化合物單體的結(jié)構(gòu)如圖1。香豆素化合物由于存在C 3-C 4雙鍵、 CO 雙 鍵 及 內(nèi) 酯 結(jié) 構(gòu) , 是 一 類 具 有 廣 闊 應(yīng) 用 范 圍的有機(jī)化合物。 首先,香豆素及其衍生物 在 可 見 光 區(qū) 范 圍 內(nèi) 具 有 很 強(qiáng) 的 熒 光 性 ,這 樣使得他們可作為激光燃料和非線性光學(xué) 生色團(tuán), 是很好的熒光增白劑、 激光燃料、 熒光探針及非線性光學(xué)材料;其次,大多數(shù) 類 香 豆 素 類 化 合 物 都

3、 具 有 明 顯 的 生 物 活 性,有抗凝結(jié),抗癌癥及抗HIV等作用。 近年 來 香 豆 素 類 化 合 物 被 廣 泛 應(yīng) 用 在 香 料 工 業(yè)、 醫(yī)藥工業(yè)及農(nóng)藥工業(yè)等方面,廣大科研 工 作 者 對(duì) 一 系 列 結(jié) 構(gòu) 新 穎 、 具 有 學(xué) 術(shù) 價(jià) 值 的和應(yīng)用前景的香豆素化合物進(jìn)行了大量 的研究。1香豆素類化合物作為染料的研究進(jìn)展香豆素及衍生物主要用作熒光溶劑染料、 熒光有機(jī)顏料和激光染料。 這類激光染 料的特性是具有極高的熒光效率、 Stokes位 移大、 隨溶液的pH值增高激光波長紅移,它 們主要用于水下電視、 通訊、 照明、 監(jiān)視、 測(cè) 距等,尤其在軍事上也有應(yīng)用,所以近些年

4、來研究香豆素類激光染料的合成、 應(yīng)用、 新 品種的開發(fā)的文獻(xiàn)很多。在 香 豆 素 類 染 料 的 合 成 方 面,1982年 Bayer公司的SengFolrin,1991年前蘇聯(lián)的 KnopachevA.V.,1992年烏克蘭的Tolmacheva V.S.,先 后 分 別 合 成 了 結(jié) 構(gòu) 不 同 的 香 豆 素 類熒光染料。 在國內(nèi),1993年,華東理工大 學(xué)的何斌等合成了一種新型的香豆素類熒 光染料,1998年趙德豐等以7-二乙氨基-4-氯-3-甲醛基香豆素為基礎(chǔ)合成了7種 新 型 香 豆 素 類 的 熒 光 染 料 。 本 類 染 料 具 有 強(qiáng) 烈 的 熒 光 , 隨 著 分 子

5、 內(nèi) 共 軛 體 系 的增大,染料的色光從黃色增至紅色。 2001年 羅先金等在一系列3-位為雜環(huán)取代基的香 豆 素 化 合 物 上 引 入 磺 酰 氯 活 性 基 團(tuán), 并進(jìn) 一 步 使 之 與 含 不 同 碳 鏈 的 伯 、 仲 胺 縮 合 合 成了一系列含磺酰胺基團(tuán)的新型化合物。2香豆素類化合物的生物活性2.1抗腫瘤作用Ju-IchiM從各種柑桔的根及根皮中分 離 得 到 了 許 多 新 的 化 合 物 , 即 香 豆 素 二 聚 體、 吖啶酮-香豆素二聚體等, 證明秸稈香 豆素的衍生物(AurapTene對(duì)癌癥的化學(xué) 療法是非常有用的成分。 MurakamiA等也 提出, 廣 泛 存

6、在 于 柑 桔 屬 果 實(shí) 中 的 香 豆 素 衍生物AurapTene對(duì)嚙齒類動(dòng)物的皮膚、 舌 、 食 道 和 結(jié) 腸 癌 有 療 效 , 是 一 種 有 前 途 的、 結(jié)構(gòu)新、 療 效 好 的 抗 癌 藥 物 , 指出對(duì)于 引起白細(xì)胞生物化學(xué)響應(yīng)是一種有效的試 劑, 其 作 用 機(jī) 制 以 抑 制 與 癌 癥 發(fā) 生 相 關(guān) 的 發(fā) 炎 為 基 礎(chǔ) 。 同 時(shí) 研 究 了 在 生 物 體 內(nèi) 的 的 生 物 利 用 度 和 代 謝 情 況, 認(rèn) 為 首 先 在 小 腸 上皮細(xì)胞堆積,然后逐步滲透到血管中。 在 結(jié)腸和肝臟中的穩(wěn)定分布可能與誘導(dǎo)活性 相關(guān), 在 抑 制 化 學(xué) 誘 導(dǎo) 的 癌

7、 變 的 作 用 機(jī) 制 的 研 究 中 非 常 重 要 。 2.2抗氧化作用研 究 表 明, 簡 單 香 豆 素 天 然 產(chǎn) 物 的 藥 理作用與香豆素母核取代基的種類和取代 位置有關(guān)取代基的種類與取代位對(duì)香豆素 抗 氧 活 性 物 種 的 能 力 有 明 顯 地 影 響 。 而簡 單香豆素抗氧化活性的構(gòu)效關(guān)系在文獻(xiàn)中 得到進(jìn)一步的證實(shí)。 對(duì)于4-甲基香豆素衍 生 物 來 說 , 7、 8位 上 有 2個(gè) -O H 以 及 -O H 和 -N H 2相 鄰 時(shí) 使 香 豆 素 具 有 強(qiáng) 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,采用小鼠巴豆油耳腫 脹 實(shí) 驗(yàn)

8、、 冰 醋 酸 致 小 鼠 腹 腔 毛 細(xì) 血 管 通 透 性 增 高 實(shí) 驗(yàn) 及 小 鼠 角 叉 菜 膠 足 腫 脹 實(shí) 驗(yàn) , 證實(shí)了白芷的有效成分白芷香豆素的抗炎 作 用 。2.4抗凝血作用由血栓導(dǎo)致的冠心病、 腦血栓、 外周血 動(dòng) 脈 栓 塞 等 疾 病 , 已 成 為 死 亡 率 最 高 的 疾 病。 目前,防治這種疾病的抗凝血藥物有阿 斯匹林、 肝 素 類 和 香 豆 素 類 等 。 其中, 香豆 素類是唯一在臨床廣泛應(yīng)用的口服抗凝血 藥,最常用的是華法林(芐丙酮香豆素和新 抗凝醋硝香豆素(42硝基節(jié)丙酮香豆素。 華 法 林 等 香 豆 素 類 抗 凝 血 藥 具 有 劑 量 小

9、、 口 服易吸收,持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)。 目前華法林 等香豆素類抗凝血藥合成工藝仍在不斷研 究改進(jìn)中。2.5抗 HIV 作用香豆素類化合物的生物活性非常值得 關(guān)注,尤其在抗艾滋病和抗腫瘤方面,對(duì)其 活 性 的 深 人 研 究 , 不 僅 對(duì) 于 開 發(fā) 天 然 安 全 有效的抗艾滋病和抗腫瘤藥物具有重大價(jià) 值, 而 且 對(duì) 于 設(shè) 計(jì) 合 成 低 毒 高 效 的 藥 物 具 有 重 要 指 導(dǎo) 作 用 , 香 豆 素 及 其 衍 生 物 將 有 很大的發(fā)展前途。3香豆素類化合物的非線性光學(xué)性質(zhì)香豆素類化合物是人們發(fā)現(xiàn)得較早的 一 類 有 機(jī) 二 階 非 線 性 光 學(xué) 材 料, 具有很高 的 熱

10、穩(wěn) 定 性 和 良 好 的 透 光 性 能, 具有制備 出高熱穩(wěn)定性有機(jī)二階非線性光學(xué)材料的 分子結(jié)構(gòu)母體。 總之,香豆素類化合物是一 類 物 理 性 質(zhì) 優(yōu) 良 的 材 料, 如 果 通 過 合 理 的 分 子 工 程 和 晶 體 工 程 的 設(shè) 計(jì), 在 其 二 階 非 線 性 性 能 方 面 有 所 突 破, 這 將 是 一 類 很 有 前途的有機(jī)非線性光學(xué)材料。4香豆素類熒光傳感器熒光傳感器是一類能將分子識(shí)別時(shí)間 通 過 熒 光 信 號(hào) 有 效 表 達(dá) 的 分 子 。 典 型 的 熒 光傳感器一般是由熒光圖案通過連接基與 受 體 相 連 而 成 。 已 有 的 文 獻(xiàn) 報(bào) 道 的 熒

11、光 團(tuán) 涉及熒光素類,羅丹明類、 菁染料、 BODIPY 類、 萘酰亞胺類和香豆素類等化合物,其中 以香豆素類為基礎(chǔ)的熒光傳感器近年來逐 漸 成 為 一 個(gè) 新 興 的 研 究 熱 點(diǎn) 。 香 豆 素 類 熒 光 團(tuán) 為 笨 并 吡 喃 酮 結(jié) 構(gòu), 具 有 熒 光 量 子 產(chǎn) 率高, S T O K E S位 移 大,光 物 理 和 光 化 學(xué) 性 質(zhì) 可 調(diào) 以 及 穩(wěn) 定 性 好 等 優(yōu) 點(diǎn), 是 熒 光 傳 感 器 分 子 設(shè) 計(jì) 中 的 優(yōu) 秀 的 熒 光 團(tuán) 。 以 香 豆 素 為基礎(chǔ)的熒光傳感器可分為在香豆素類陽 離 子 堿 和 堿 土 金 屬 離 子, 過 渡 金 屬 離 子

12、熒 光 傳 感 器 、 香 豆 素 類 陰 離 子 熒 光 傳 感 器 和 香 豆 素 類 中 性 分 子 熒 光 傳 感 器 。 最 常 見 的 陽離子熒光傳感器是由受體部分通過間隔 基 與 熒 光 團(tuán) 相 連 而 成 的, 其 設(shè) 計(jì) 原 理 主 要 涉及光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移、 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移、 電 子能量轉(zhuǎn)移渾、 激基締合物等。5香豆素類化合物的發(fā)展趨勢(shì)香豆素及其衍生物是一類應(yīng)用廣泛的 物質(zhì),它們不僅在激光染料、 有機(jī)非線性材 料 和 藥 學(xué) 方 面 有 很 重 要 的 作 用, 它們還可 以 作 為 液 晶 材 料 、 感 光 劑 、 納 米 太 陽 能 電 池、 輻射防護(hù)劑,也可以在一定的條件下發(fā) 生環(huán)合從而作為分子開關(guān)。 所以,香豆素類 化合物是一類倍受人們關(guān)注的化合物。香豆素類化合物的