有機含硒化合物具有活性高、毒性低、生物體相容性好等優(yōu)點,因而受到科技工作者的廣泛關(guān)注。本論文通過比較富硒大蒜中主要有機含硒、含硫化合物的抗氧化活性,推斷富硒大蒜可能具有比普通大蒜更強的生物活性;通過二硒醚化合物結(jié)構(gòu)與生物活性的構(gòu)效關(guān)系研究,闡明了極化率是影響該類化合物生物活性的重要因素;通過優(yōu)化合成方法,獲得了三個系列的有機含硒化合物,新化合物超過20個,其中V-7、VI-8兩個化合物具有顯著的抗腫瘤活性,并揭示了可能的機制。本研究有助于加強對天然有機硒化合物生物活性的認(rèn)識,同時亦為高選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡診療試劑的開發(fā)提供新的選擇。1)研究并比較了大蒜新素、大蒜素、硒代大蒜新素對DPPH自由基的清除能力,發(fā)現(xiàn)抗氧化能力:大蒜素硒代大蒜新素大蒜新素。采用密度泛函B3LYP方法在6-311+G(d,p)基組下,計算了硒代大蒜新素、大蒜新素的離解焓、電離勢以及電子親合勢。發(fā)現(xiàn)硒代大蒜新素的C-H離解焓、電離勢均小于大蒜新素,而電子親和勢則略大于后者,說明無論從抽氫或是電子轉(zhuǎn)移機理考量,硒代大蒜新素清除自由基的能力均要強于大蒜新素。采用B3LYP/6-311+G(d,P)基組計算了硒代大蒜素、大蒜素反應(yīng)物、過渡態(tài)和產(chǎn)物的能量,得到大蒜素的分解能壘為67.0 k J/mol,而硒代大蒜素為63.0 k J/mol,說明硒代大蒜素比大蒜素更易分解,以此解釋了硒代大蒜素難以分離得到的原因。2)合成了6個二硒醚類化合物,其中2個為未見文獻(xiàn)報道的新化合物。通過MTT法初步研究了它們對人肝癌細(xì)胞Hep G2、人宮頸癌細(xì)胞He La及人正常肝細(xì)胞L02的增殖抑制作用,得出化合物III-2對腫瘤細(xì)胞的抑制活性最好,尤其是對He La細(xì)胞的IC50值為2.9μg/m L,表現(xiàn)出較好的應(yīng)用潛力。采用B3LYP/6-311G*(d)基組,計算6個化合物主要原子的電荷、靜電勢、前線軌道、偶極矩、極化率等參數(shù),明確了分子中的硒原子對于化合物性質(zhì)所呈現(xiàn)出的核心作用;通過相關(guān)性分析,得出該類化合物的極化率與抗腫瘤活性成線性相關(guān),并得到其線性方程,為進一步優(yōu)化該類分子結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。3)針對目前苯并硒唑類衍生物合成過程繁瑣、催化劑難以回收利用等問題,本文制備了經(jīng)濟實用的炭負(fù)載納米銅催化劑,采用一鍋法合成了16個苯并硒唑類化合物,其中6個為新化合物。以嗎啡啉與鄰溴異硒氰酸酯為模板,系統(tǒng)地探討了反應(yīng)溫度、時間、溶劑、堿等對反應(yīng)的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件�？疾炝嘶钚蕴控�(fù)載納米銅催化劑的制備條件,獲得了最佳的制備工藝。采用SEM、XRD表征了催化劑的結(jié)構(gòu)和組成,發(fā)現(xiàn)真正的活性成分是Cu+離子,為該類催化劑的制備與優(yōu)化提供了理論依據(jù)。4)設(shè)計、合成了7個硒唑吡啶類衍生物,其中6個化合物為首次合成。采用MTT法篩選了它們對人肝癌細(xì)胞Hep G2、人乳腺癌細(xì)胞MCF-7及人正常肝細(xì)胞L02的增殖抑制作用,其中化合物V-7對MCF-7細(xì)胞增殖的抑制能力最強,并對人正常肝細(xì)胞L02表現(xiàn)出低毒性,說明V-7具有良好的選擇性。流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示,化合物V-7可以引起MCF-7細(xì)胞中Sub-G1峰細(xì)胞百分?jǐn)?shù)呈劑量效應(yīng)增加,而S期細(xì)胞百分?jǐn)?shù)無明顯變化,說明化合物V-7是通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來抑制MCF-7細(xì)胞增殖的。DHE熒光強度檢測腫瘤細(xì)胞內(nèi)ROS含量的變化,表明化合物V-7能夠作為一種自由基清除劑來清除細(xì)胞內(nèi)的ROS而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡�；衔颲-7具有進一步優(yōu)化,發(fā)展成為治療腫瘤藥劑的潛力。5)設(shè)計、合成了一類結(jié)構(gòu)新穎的亞甲基異硒脲衍生物(化合物VI-1-VI-8)。利用MTT法篩選了它們對5種細(xì)胞(人宮頸癌細(xì)胞He La、Caski、Si Ha,惡性黑色素毒瘤細(xì)胞A375及人正常肝細(xì)胞L02)的增殖抑制作用,得出化合物VI-8對腫瘤細(xì)胞的抑制活性最好,尤其是對He La細(xì)胞的IC50值為2.4μM�；衔颲I-8的親油性最好,并且具有最好細(xì)胞的吸收效率,且靶向目標(biāo)為溶酶體。應(yīng)用胞吞抑制劑確定了化合物VI-8是受Dynasore介導(dǎo)的脂筏胞吞作用進入He La細(xì)胞的。深入研究證實化合物VI-8通過促使線粒體斷裂而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡,經(jīng)westernbolting實驗證實VI-8誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是通過磷酸化通路來完成的。該研究為亞甲基異硒脲衍生物的合成、高選擇性地抗腫瘤的診療試劑的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)和應(yīng)用選擇。
【學(xué)位單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：R914;R96
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    引言
    1.1 有機硒合成化學(xué)
        1.1.1 硒醚的制備
        1.1.2 二硒醚的制備
        1.1.3 異硒氰酸酯合成有機硒雜環(huán)化合物
        1.1.4 硒的不對稱反應(yīng)
        1.1.5 含硒的五元環(huán)及六元環(huán)化合物
        1.1.6 硒唑型希夫堿的合成
        1.1.7 仿生有機硒化合物的合成
    1.2 有機硒化合物的生物活性
        1.2.1 營養(yǎng)作用
        1.2.2 抗氧化活性
        1.2.3 抗炎活性
        1.2.4 抗腫瘤活性
    1.3 本課題研究意義及主要研究內(nèi)容
第二章 硒代大蒜新素、大蒜新素、大蒜素抗氧化研究
    引言
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑、儀器和方法
        2.1.2 大蒜新素、大蒜新素與硒代大蒜新素的合成
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 DPPH反應(yīng)體系的吸收光譜及測定波長的確定
        2.2.2 DPPH體系的反應(yīng)動力學(xué)研究
        2.2.3 抗氧化劑清除DPPH自由基的劑量效應(yīng)及其對比評價
        2.2.4 硒代大蒜新素、大蒜新素抗氧化機理討論
        2.2.5 大蒜素的抗氧化與穩(wěn)定性
    2.3 本章小結(jié)
第三章 二硒醚化合物的合成、抗腫瘤活性及構(gòu)效關(guān)系研究
    引言
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗試劑、儀器和方法
        3.1.2 二硒醚化合物的合成及其表征
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 二硒醚類化合物的合成
        3.2.2 二硒醚類化合物的抗腫瘤活性結(jié)果
        3.2.3 量化參數(shù)計算
        3.2.4 定量構(gòu)效關(guān)系
    3.3 本章小結(jié)
第四章 碳負(fù)載銅一鍋法催化合成苯并硒唑類衍生物
    引言
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗試劑、儀器和方法
        4.1.2 苯并硒唑類化合物的合成及表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 反應(yīng)條件優(yōu)化
        4.2.2 活性炭負(fù)載納米銅催化劑的評價與表征
        4.2.3 底物適用范圍的研究
        4.2.4 部分化合物的晶體結(jié)構(gòu)
        4.2.5 催化劑重復(fù)使用性能
    4.3 本章小結(jié)
第五章 硒唑吡啶衍生物合成以及誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7 細(xì)胞凋亡研究
    引言
    5.1 實驗試劑、儀器及方法
        5.1.1 主要化學(xué)藥品和試劑
        5.1.2 實驗儀器
        5.1.3 細(xì)胞系及培養(yǎng)
        5.1.4 細(xì)胞存活率的檢測
        5.1.5 流式細(xì)胞周期分析
        5.1.6 ABTS自由基的清除實驗
        5.1.7 DPPH自由基的清除實驗
        5.1.8 統(tǒng)計分析
        5.1.9 硒唑吡啶類化合物（Se Ds）的合成及表征
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 單晶結(jié)構(gòu)
        5.2.2 體外抗腫瘤活性
        5.2.3 PSeD對細(xì)胞周期分布的影響
        5.2.4 V-7（PSeD）通過清除自由基抑制細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生
    5.3 本章小結(jié)
第六章 亞甲基異硒脲衍生物的合成以及選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡
    引言
    6.1 實驗部分
        6.1.1 實驗試劑
        6.1.2 實驗儀器
        6.1.3 細(xì)胞系及培養(yǎng)
        6.1.4 細(xì)胞存活率的檢測
        6.1.5 流式細(xì)胞周期分布
        6.1.6 藥物的熒光檢測
        6.1.7 藥物在細(xì)胞內(nèi)的定位和藥物誘導(dǎo)線粒體斷裂的熒光檢測
        6.1.8 細(xì)胞吸收和胞吞抑制實驗
        6.1.9 Western-blotting法檢測細(xì)胞內(nèi)蛋白的表達(dá)水平
        6.1.10 亞甲基二異硒脲衍生物的合成及表征
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 實驗結(jié)果討論
        6.2.2 體外抗腫瘤活性
        6.2.3 藥物吸收與遷移
        6.2.4 化合物VI-8 促進細(xì)胞凋亡
    6.3 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)
    1. 研究成果
    2. 進一步的研究方向
參考文獻(xiàn)
附錄 1：攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表或投稿
附錄 2：部分化合物的核磁譜
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2848992