香豆素類化合物的應用研究進展

1、216科技資訊 科技資訊SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010NO.32SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION學術論壇香豆素(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)了第一個天然香豆素, 從此香豆素類化合物引起了植物化學家極 大的興趣, 許 多 有 生 理 活 性 的 香 豆 素 類 化 學 物 也 相 繼 被 發(fā) 現(xiàn) 。 香 豆

2、 素 在 植 物 體 內 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構如圖1。香豆素化合物由于存在C 3-C 4雙鍵、 CO 雙 鍵 及 內 酯 結 構 , 是 一 類 具 有 廣 闊 應 用 范 圍的有機化合物。 首先,香豆素及其衍生物 在 可 見 光 區(qū) 范 圍 內 具 有 很 強 的 熒 光 性 ,這 樣使得他們可作為激光燃料和非線性光學 生色團, 是很好的熒光增白劑、 激光燃料、 熒光探針及非線性光學材料;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,抗癌癥及抗HIV等作用。 近年 來 香 豆 素 類 化 合 物 被 廣 泛 應 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 一 系 列 結 構 新 穎 、 具 有 學 術 價 值 的和應用前景的香豆素化合物進行了大量 的研究。1香豆素類化合物作為染料的研究進展香豆素及衍生物主要用作熒光溶劑染料、 熒光有機顏料和激光染料。 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 距等,尤其在軍事上也有應用,所以近些年

4、來研究香豆素類激光染料的合成、 應用、 新 品種的開發(fā)的文獻很多。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 構 不 同 的 香 豆 素 類熒光染料。 在國內,1993年,華東理工大 學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合成了7種 新 型 香 豆 素 類 的 熒 光 染 料 。 本 類 染 料 具 有 強 烈 的 熒 光 , 隨 著 分 子

5、 內 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, 并進 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對癌癥的化學 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 中 的 香 豆 素 衍生物AurapTene對嚙齒類動物的皮膚、 舌 、 食 道 和 結 腸 癌 有 療 效 , 是 一 種 有 前 途 的、 結構新、 療 效 好 的 抗 癌 藥 物 , 指出對于 引起白細胞生物化學響應是一種有效的試 劑, 其 作 用 機 制 以 抑 制 與 癌 癥 發(fā) 生 相 關 的 發(fā) 炎 為 基 礎 。 同 時 研 究 了 在 生 物 體 內 的 的 生 物 利 用 度 和 代 謝 情 況, 認 為 首 先 在 小 腸 上皮細胞堆積,然后逐步滲透到血管中。 在 結腸和肝臟中的穩(wěn)定分布可能與誘導活性 相關, 在 抑 制 化 學 誘 導 的 癌

7、 變 的 作 用 機 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 位置有關取代基的種類與取代位對香豆素 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效關系在文獻中 得到進一步的證實。 對于4-甲基香豆素衍 生 物 來 說 , 7、 8位 上 有 2個 -O H 以 及 -O H 和 -N H 2相 鄰 時 使 香 豆 素 具 有 強 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 驗

8、、 冰 醋 酸 致 小 鼠 腹 腔 毛 細 血 管 通 透 性 增 高 實 驗 及 小 鼠 角 叉 菜 膠 足 腫 脹 實 驗 , 證實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致的冠心病、 腦血栓、 外周血 動 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)時間長等特點。 目前華法林 等香豆素類抗凝血藥合成工藝仍在不斷研 究改進中。2.5抗 HIV 作用香豆素類化合物的生物活性非常值得 關注,尤其在抗艾滋病和抗腫瘤方面,對其 活 性 的 深 人 研 究 , 不 僅 對 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 值, 而 且 對 于 設 計 合 成 低 毒 高 效 的 藥 物 具 有 重 要 指 導 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性質香豆素類化合物是人們發(fā)現(xiàn)得較早的 一 類 有 機 二 階 非 線 性 光 學 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)定性有機二階非線性光學材料的 分子結構母體。 總之,香豆素類化合物是一 類 物 理 性 質 優(yōu) 良 的 材 料, 如 果 通 過 合 理 的 分 子 工 程 和 晶 體 工 程 的 設 計, 在 其 二 階 非 線 性 性 能 方 面 有 所 突 破, 這 將 是 一 類 很 有 前途的有機非線性光學材料。4香豆素類熒光傳感器熒光傳感器是一類能將分子識別時間 通 過 熒 光 信 號 有 效 表 達 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 報 道 的 熒

11、光 團 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 以香豆素類為基礎的熒光傳感器近年來逐 漸 成 為 一 個 新 興 的 研 究 熱 點 。 香 豆 素 類 熒 光 團 為 笨 并 吡 喃 酮 結 構, 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 性 質 可 調 以 及 穩(wěn) 定 性 好 等 優(yōu) 點, 是 熒 光 傳 感 器 分 子 設 計 中 的 優(yōu) 秀 的 熒 光 團 。 以 香 豆 素 為基礎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 相 連 而 成 的, 其 設 計 原 理 主 要 涉及光誘導電子轉移、 分子內電荷轉移、 電 子能量轉移渾、 激基締合物等。5香豆素類化合物的發(fā)展趨勢香豆素及其衍生物是一類應用廣泛的 物質,它們不僅在激光染料、 有機非線性材 料 和 藥 學 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。 所以,香豆素類 化合物是一類倍受人們關注的化合物。香豆素類化合物的