开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、课题背景
恶性肿瘤严重威胁了人类的生命健康。目前,临床上采用的治疗肿瘤的手段
有化学治疗、放射疗法和手术切除。其中,化学治疗是应用最广泛的疗法。吩嗪是一种含氮杂环化合物,自从1859年分离得到第一个吩嗪绿脓菌素以来,人们分离鉴定了100多个吩嗪天然化合物,化学合成了6000多个吩嗪衍生物。天然来源的吩嗪是假单胞菌、链霉菌或者其他种属微生物的次生代谢产物。他们大多数都具有抗菌、抗寄生、抗疟疾、抗肿瘤等生物活性,吩嗪是细胞在停止分化和代谢缓慢时产生的。它作为生物体的一种次生代谢产物,对细胞的生长没有明显的生理功能,比如作为能源和其它储存物质都无关紧要。但是,人们普遍认为:在细胞生长末期生物体合成和分泌吩嗪这种无毒最终代谢产物是为了防止初级代谢物的过度积累。因此,吩嗪没有明显的代谢功能导致了人们对它在自然界中生理作用的各种假设。研究表明:能生成吩嗪的生物比不能生成吩嗪的生物寿命要更长。这可能是因为吩嗪的抗生素活性杀死了其它微生物而改善了生存条件保护了生物体。也有人认为:吩嗪是细菌毒素,促进疾病的发展。吩嗪的抗菌、抗癌、抗疟和抗寄生虫等生物活性主要是它们具有抑制和控制DNA、RNA、蛋白质的合成和中断代谢过程等生理功能。所以吩嗪的作用机制主要包括与DNA的相互作用(嵌入和结合)、拓扑异构酶的相互作用、抗氧化和抗电荷转移。从而得到了人们广泛的关注。我们是对已经合成的吩嗪进行结构修饰,从而形成新的具有抗肿瘤活性的药物。
- 要解决的问题
筛选发现先导化合物,设计合理的工艺路线,选择合适的原料品种,保证价格便宜和足量供应,尽可能避免使用有毒有害易爆炸的原料,选取收率较高的反应路线合成一系列目标化合物,优选出最佳的有效化合物,最后通过核磁共振技术和质谱技术确定其药理活性。
- 可行性分析
通过活性研究发现,许多吩嗪类化合物都具有抗菌、抗肿瘤、抗寄生、抗疟疾活性。目前发现的吩嗪类化合物的作用机制主要包括与DNA 相互作用(嵌入和结合)、抑制拓扑异构酶作用、抗电荷转移和抗氧化。由于拓扑异构酶在快速增殖的细胞如肿瘤细胞中高表达,已成为抗肿瘤药物研发的一种极为重要的作用靶点。可见,吩嗪类药物具有很高的药物研究价值,其次,全世界抗肿瘤药物的市场容量巨大,全球的肿瘤发病率到2020年将较现在提高百分之五十,可见,研究抗肿瘤药物的市场潜力是巨大的,同时,由于该药物的小规模合成在已有的实验室条件下就可以完成,不需要消耗大量的人力物力财力。同时依托学校现有的资源,可以查阅相关的文献,设计合理的药物合成路线,应用现有的设备也可以对合成的化合物进行药理学和病理学的相关研究,显然,该设计的方案是完全可行的。
- 研究方法和内容
设计一种新的药物,往往需要很多的合成步骤,涉及到许许多多的合成反应,我们需要充分理解吩嗪类化合物的合成步骤,根据药物或者先导化合物的结构,设计合理的合成路线,并付诸实施,合成出所需要的产品和样品,需要掌握注入卤化,烃化,酰化,缩合,偶联,重排,氧化和还原等具体的合成反应和合成方法学的基础,同时也需要掌握相关反应发生的机理,具备一定的有机实验能力,掌握诸如萃取,旋蒸,柱色谱分析等实验方法的实验技巧。本次毕业设计,主要是对吩嗪类抗肿瘤药物进行结构改造和结构修饰,从简单的原料出发,设计合理的合成路线,一步步反应分离最终得到我们的目标产物,我们的产物分别是在同一个化合物的同一个取代基上用不同的胺类取代,最终得到许多种不同的产物,然后再结合药理学的研究,确定更有药用价值的化合物,这需要应用以核磁共振和质谱为代表的现代波谱技术作为技术支撑,并辅之以必要的化学研究工作。
- 工作计划
2月28日—3月17日:完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月18日—5月10日:完成具体的实验操作工作。
5月11日—5月20日:完成毕业论文的撰写工作。
