利用木質(zhì)素合成含氮雜環(huán)化合物及其生物活性研究.pdf

1、從天然生物質(zhì)資源中分離提純單體作為先導化合物，進行化學改性修飾，合成新型具有生物活性的化合物，是利用生物質(zhì)資源制備高附加值深加工產(chǎn)品的重要途徑。木質(zhì)素是除纖維素以外的第二大可再生植物資源，在木材水解和制漿造紙工業(yè)中作為廢液被回收，但因其化學成分組成復雜工業(yè)化利用率低，所以其中大量回收的木質(zhì)素通常作為燃料使用，有的甚至未經(jīng)處理直接排放，造成嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。因此，研究工業(yè)回收木質(zhì)素的反應(yīng)分離技術(shù)，得到高純度化合物，進行高價值項目的

2、開發(fā)應(yīng)用，對于綜合治理造紙工業(yè)廢水污染、充分利用天然資源具有重要的現(xiàn)實意義。
　　反應(yīng)分離技術(shù)是現(xiàn)代化工分離提純的重要手段之一，尤其是在天然產(chǎn)物的分離工藝中具有重要意義。本文以木質(zhì)素為原料，經(jīng)堿性硝基苯氧化、分離提純得到了三種芳香醛類化合物—香草醛、丁香醛和對羥基苯甲醛，其分離純度分別為98.4％、99.1%和97.6%，總產(chǎn)率最高可達18%；并利用新型低毒的氧化劑A和B從木質(zhì)素中反應(yīng)分離得到了愈創(chuàng)木酚、紫丁香醇、香草乙酮和乙酰丁

3、香酮等其它幾種重要的化工原料。另外，對從木質(zhì)素氧化降解產(chǎn)物中分離提純的醛類化合物進行了如下合成修飾，并且對新化合物進行了生物活性篩選和構(gòu)效研究：
　　1)利用芳香醛，異腈和2-氨基吡啶通過三組分反應(yīng)快速高效的合成了19種新型咪唑并[1,2-a]吡啶類化合物，所有化合物表現(xiàn)出了較好的產(chǎn)率(83~94%)，并利用IR、1H NMR、13C NMR和HPLC-ESI-MS對所有合成的化合物進行了結(jié)構(gòu)表征。采用濾紙片法測試了該類化合物的抑

4、菌活性，抗菌活性篩選結(jié)果表明該類化合物4b(iii)、4f(iii)和4s(iii)對大腸埃希菌，綠膿桿菌，金黃色葡萄球菌以及鏈球菌沒有明顯抑制效果，但抗血吸蟲活性正在測試中。
　　2)以三種芳香醛，苯肼和β-酮酯為原料高效合成了一系列的雙吡唑醇類化合物，所有合成化合物的產(chǎn)率都比較理想(≥82%)；并通過清除二苯基代苦味?；?DPPH)和2,2'-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基分析對所有的化合物進行了抗氧化研究。結(jié)果

5、表明：相對于標準品Trolox，所有化合物都表現(xiàn)出較好抗氧化性能，特別是化合物4a(iv)和4d(iv)的抗氧化性能較好，具有進一步開發(fā)的價值。
　　3)通過微波輔助 Hantzsch反應(yīng)一鍋高效的合成了一系列的4-芳基六氫喹啉酮衍生物，產(chǎn)率高達89%以上；并通過清除二苯基代苦味酰基(DPPH)和2,2'-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基分析對所合成的化合物5a-c(v)、5g-i(v)的抗氧化性能進行了評價，并對其構(gòu)

6、效關(guān)系進行了研究。結(jié)果表明：相對于標準品Trolox，化合物5a(v)和5g(v)的抗氧化性能最好；5b(v)和5h(v)次之，5c(v)和5i(v)最差。從構(gòu)效關(guān)系看，甲氧基的引入使其抗氧化性能明顯增加，其抗氧化順序為4-羥基-3,5-二甲氧基苯基取代的六氫喹啉酮的抗氧性能，大于4-羥基-3-甲氧基苯基取代的六氫喹啉酮，遠遠大于4-羥基-3,5-二甲氧基苯基取代的六氫喹啉酮。
　　4)通過Hantzsch一鍋三組分反應(yīng)高效合成了

7、一系列的4-芳基-l,4-二氫吡啶和9-芳基-十氫吖啶衍生物。除化合物6c(vi)沒有得到產(chǎn)物外，其它化合物的產(chǎn)率都比較理想(≥79%)；并通過清除二苯基代苦味?；?DPPH)和2,2'-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基分析對4-羥基-3,5-二甲氧基取代的1,4-二氫吡啶4a(vi)和多氫吖啶6a(vi)，以及4-羥基-3-甲氧基取代的1,4-二氫吡啶4b(vi)、4e(vi)和多氫吖啶6b(vi)的抗氧化性能進行了評價。

8、結(jié)果表明：相對于標準品Trolox，化合物4a(vi)和6a(vi)具有良好的抗氧化性能；鑒于化合物4a(vi)、6a(vi)和6b(vi)較好的抗氧化性能，我們又對它們的降血壓活性進行了研究，與對照組以及自身給藥前比較，化合物4a(vi)和6a(vi)具有一定的降血壓效果，具有進一步應(yīng)用開發(fā)的價值。
　　5)以芳香醛化合物、β-酮酯、丙二腈和肼為原料便利高效的合成了一系列的4-芳基-二氫吡喃并[2,3-c]吡唑衍生物。除化合物7

9、e(vii)和7g(vii)外，所有化合物都有很好的產(chǎn)率(≥70%)。并通過清除二苯基代苦味?；?DPPH)和2,2'-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基分析對所合成的化合物6a(vii)、6d-f(vii)、6j(vii)、7d(vii)和7g(vii)的抗氧化性能進行了評價。結(jié)果表明：相對于標準品 Trolox，6a(vii)、6d(vii)、6j(vii)、7d(vii)和7g(vii)都展示了優(yōu)秀的抗氧化性能，特別是在

10、 ABST+分析中，所有所測化合物的IC50都遠遠比標準品Trolox低，幾乎只有標準品的千分之一，表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的ABST+自由基清除活性。這表明它們具有潛在的藥物用途，同時也為木質(zhì)素的高附加值利用提供了一條有效的途徑。
　　6)利用微波輔助的多組分反應(yīng)快速高效的合成了27種3-氰基吡啶類化合物，產(chǎn)率高達63~85%，并通過并通過清除二苯基代苦味?；?DPPH)自由基分析對化合物5b(viii)、5h(viii)、5i(viii