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、拟研究或解决的问题
四氢异喹啉类化合物是一种在自然界中有着广泛分布的生物碱类化合物。有研究显示,木兰科、樟科、马兜铃科、毛茛科、小檗科、防己科、罂粟科等多种科目的植物中都分布有结构各异的四氢异喹啉类化合物,而其中的盐酸小檗碱、延胡索乙素等在临床上已有良好的应用。随着近年来研究的深入,越来越多的四氢异喹啉类化合物被分离或合成出来,其多样性被极大的丰富的同时,四氢异喹啉类化合物所具有的广泛生物活性也被逐步确证。多个课题组的研究结果证实,四氢异喹啉类生物碱具有抗肿瘤、抗病原微生物、抗炎、支气管扩张、抗凝血、神经毒性和神经保护等作用。
然而,天然产物中四氢异喹啉类生物碱的含量相对较少,提取分离相对困难。相较于从天然产物中提取四氢异喹啉类生物碱,化学合成方法具有快速、大量、可控等显著优点,故许多课题组的研究重点都在于通过 Pictet-Spengler 合成法、Bischler-Napieralski 合成法、Pomoanz-Fistsch 合成法等经典方法高效、便捷地合成四氢异喹啉类化合物,或对现有的四氢异喹啉类生物碱进行结构优化和改造,提高其结构多样性。尽管目前报道的此类化学合成方法很多,但大多条件苛刻,例如需要加压加氢或使用昂贵的催化剂,反应步骤也较为复杂,限制了其工业化的生产和应用。因此,对四氢异喹啉类生物碱的合成方法进行研究和改造,进而通过反应条件温和、操作步骤简单的新方法来合成所需的四氢异喹啉类化合物,是具有重要的现实意义的。
通过查阅文献,我们发现有报道称,在磷酸盐介导下, Pictet-Spengler 反应可在常温常压条件下合成四氢异喹啉类生物碱。Pictet-Spengler 反应是一种常用的四氢异喹啉类化合物合成方法,典型的该反应是由 beta;-芳香胺类衍生物和醛类化合物在酸催化下发生缩合反应生成亚胺中间体,活化后的亚胺再与富电子的芳香环反应生成碳碳单键而成环。P-S 反应通常反应条件苛刻,需要强质子酸作为催化剂来提高亚胺中间体的活性,且苯环上需要带有强共电子基团。但随着近年来的研究显示,在植物体内,消旋去甲乌药碱合酶(NCSs)可催化盐酸多巴胺与 4-羟基苯乙醛(4-HPAA)生成苄基异喹啉类生物碱,一种全新的仿生 P-S 反应的思路应运而生,即在近似于生物体内环境的常温常压条件下,通过磷酸盐介导,使 Pictet-Spengler 反应正常进行。
本课题组曾在马齿苋中提取分离出了少量的6,7-二羟基-1-(呋喃-2基-)-1,2,3,4-四氢异喹啉等多个四氢异喹啉类生物碱,有报道称,此类化合物具有一定的抗 HIV 活性。故本课题选择用盐酸多巴胺与便宜易得的糠醛、5-羟甲基糠醛等醛类按照上述的磷酸盐介导的 Pictet-Spengler 反应方法进行合成,以求得到此类四氢异喹啉类生物碱,并摸索出最佳反应条件以便大量合成,为本课题组后续需要生物活性实验提供物质基础。
二、本课题的研究手段
此部分以盐酸多巴胺与糠醛反应生成6,7-二羟基-1-(呋喃-2基-)-1,2,3,4-四氢异喹啉为例,设计初步的研究方案,之后将推广到其他的四氢异喹啉类化合物合成反应中。
1. 100 mL pH = 6的0.05 mol/L磷酸钾缓冲液的制备
25C下,100 mL 0.05 mol/L磷酸钾缓冲液需用0.05 mol/L磷酸二氢钾86.8 mL即0.591 g磷酸二氢钾、0.05 mol/L磷酸氢二钾13.2 mL即0.115 g磷酸氢二钾进行配制。将磷酸二氢钾、磷酸氢二钾预先1155℃烘2~3 h,于干燥器中冷却。再迅速精密称量0.591 g磷酸二氢钾与0.115 g磷酸氢二钾,溶于蒸馏水,转入100 mL容量瓶,加水至标准线并混匀。用玻璃棒蘸取一点缓冲液,用pH试纸与pH计测量和调整pH值至6.0。因用蒸馏水配制的磷酸钾缓冲液易变质,应现配现用或放入冰箱冷藏。
