基本信息
- 项目名称：
- 阿魏酸环己酯的合成及生物活性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 阿魏酸目前应用于药物、保健品、化妆品和食品添加剂等领域。然而，阿魏酸分子中的烷烃较短且含有双键，亲水性较强，难以深入生物膜脂质双分子层中发挥作用，故对阿魏酸分子进行结构改造的研究引起了人们极大的兴趣。本文提供了阿魏酸环己酯的系统合成方法，并对阿魏酸环己酯的生物活性进行了一系列的研究。
- 详细介绍：
- 阿魏酸（Ferulic Acid）的化学名称为4—羟基—3—甲氧基苯丙烯酸，广泛存在于当归、阿魏等植物体内，目前已被应用于药物、保健品、化妆品和食品添加剂等诸多领域。特别是在医药方面，阿魏酸具有很好的抗氧化活性和很强的抗菌活性，在抗动脉粥样硬化、抗血小板凝聚和血栓、清除亚硝酸盐和过氧亚硝基、抗肿瘤和预防突变作用等方面均具有良好的功用。然而，由于阿魏酸分子中的烷烃较短且含有双键，亲水性较强，难以深入生物膜脂质双分子层中发挥抗氧化作用，故对阿魏酸分子进行结构改造的研究引起了人们极大的兴趣。 为提高阿魏酸分子在油脂中的溶解度，增强其生理和医药活性，近年来，人们成功合成了例如氨基醇酯类化合物、氨基化阿魏酸、双分子阿魏酸的醚类衍生物等一系列阿魏酸衍生物并进行了相关的药理学研究。目前，以阿魏酸钠盐、阿魏酸哌嗪、阿魏酸的高分子载体衍生物等为代表的部分化合物已经用于临床或具有临床应用的潜力。 在阿魏酸酯类的合成方面，由于其能有效提高阿魏酸分子的脂溶性及生理和医药活性，并且原料易得，操作简便，故对其合成工艺的研究逐渐引起了人们的关注。为降低阿魏酸的高度水溶性，人们不断提出各种方法来获得其憎水衍生物。在国内的相关文献中，大多是对以阿魏酸乙酯为代表的链状酯类的合成及药理学研究。然而，关于阿魏酸环状酯类合成的报道很少。 本文以对甲基苯磺酸为催化剂，利用直接酯化法，成功合成阿魏酸环己酯。用紫外可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振仪、7.0T傅里叶变换离子回旋共振质谱仪对其结果进行了表征。通过单因素优选法对其合成工艺进行了优化，并使用紫外—可见光谱法、荧光光谱法和粘度法对阿魏酸环己酯与DNA的相互作用进行检测，并进行了阿魏酸环己酯对大肠杆菌的抑菌作用的试验。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为了系统研究阿魏酸环己酯的合成方法，探讨结构和性质间关系，并对阿魏酸环己酯的活性进行研究。本小组对其合成进行深入讨论，并选出最优的合成路线，在此基础上完成阿魏酸环己酯的结构、性质的研究；测定并验证阿魏酸环己酯的生物及抑菌活性。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验首次将环己基作为官能基引入到阿魏酸的酯类化合物中，提高了阿魏酸的脂溶性，并对阿魏酸环己酯的生物活性进行研究。
应用价值和现实意义
- 阿魏酸现已被证明都具有一定的催化杀菌和抗癌活性。但由于其极性基团过多，只具有良好的水溶性，脂溶性较差。本作品将环己醇和阿魏酸进行酯化，以此提高了阿魏酸的脂溶性，同时保留了阿魏酸原有的亲水基，获得了具有较好医药价值的两性分子。同时通过阿魏酸环己酯与DNA相互作用，证明了猝灭机理以及猝灭常数，阿魏酸环己酯对大肠杆菌的抑菌作用实验。证明了阿魏酸环己酯具有抑菌作用。
学术论文摘要
- 本文以对甲基苯磺酸为催化剂，催化阿魏酸与环己醇反应，直接酯化合成阿魏酸环己酯。采用单因素优选法，对醇酸比、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对产品收率的影响进行了讨论；对阿魏酸环己酯的物理性质和物质结构进行分析验证；紫外—可见光谱法和荧光光谱法、粘度法结合，揭示阿魏酸环己酯与ctDNA相互作用机理；微量量热法对阿魏酸环己酯对大肠杆菌的抑菌活性进行了研究。结果表明，最佳工艺条件为，醇酸比为10:1，催化剂用量为10%，反应温度120～130℃，反应时间3.5小时，产品收率可达62.15%，纯度为98.5%。其具有稳定的物理性质, 阿魏酸环己酯与DNA分子间存在着相互作用，作用模式为插入作用。紫外吸收光谱法和荧光光谱法结合，揭示了阿魏酸环己酯与ct DNA相互作用机理。计算得出阿魏酸环己酯对ctDNA的St ern-Volmer猝灭常数KSV为4.12×E3L/mol，因而判断出阿魏酸环己酯对ctDNA的猝灭是由于形成复合物所引起的静态猝灭。阿魏酸环己酯对大肠杆菌的抑菌作用的MIC值为29.10μg/ml，说明阿魏酸环己酯对大肠杆菌有一定的抑制作用。
获奖情况
- 1、2010年四月《曲阜师范大学学报》已接收并于近期发表论文《阿魏酸环己酯与DNA相互作用的光谱法研究》 2、2010年四月《化学世界》已接收论文《阿魏酸环己酯的合成及其抑菌活性研究》，现正处于专家组的讨论验证阶段 3、该项目为山东省自然科学基金子课题之一， 基金编号：ZR2010BL013
鉴定结果
- 1、2010年四月《曲阜师范大学学报》已接收并于近期发表论文《阿魏酸环己酯与DNA相互作用的光谱法研究》 2、该项目为山东省自然科学基金子课题之一， 基金编号：ZR2010BL013
参考文献
- 【1】王汝涛 阿魏酸乙酯的合成及其药理活性研究 第四军医大学硕士学位论文 【2】 王利萍 酚酸酯类化合物的合成及抑菌活性研究 西北大学硕士学位论文 【3】李 华, 余燕影, 胡 昕,等.染料木素及其葡萄糖苷与DNA相互作用的研究.光谱学与光谱分析，2008，28（8）: 1905-1909 【4】Ysoe,S.A.,Baker,A.D.,Strekas,T.C.,Spectroscopic Investigation of Differential Binding Modes of Delta and Lambda-Ru(bpy)2ppz (2+) with Calf Thymus DNA Phys.Chem.，1993 ,97:1707-1711 【5】唐宏武, 陈 蓓, 陈观铨，等.吖啶橙-细胞DNA荧光抑制法初步筛选抗癌药物的研究 . 武汉大学学报(自然科学版)， 【6】杨曼曼, 杨频，张立伟.荧光猝灭和荧光加强理论公式的等效性论证 .科学通报，1994，39（1）: 31-35
同类课题研究水平概述
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