水楊酰苯胺衍生物激發(fā)態(tài)質(zhì)子-電荷轉(zhuǎn)移和陰離子傳感.pdf

1、受啟示于生物體中精妙的陰離子識(shí)別和傳輸體系，有機(jī)化學(xué)家目前已成功設(shè)計(jì)合成出數(shù)以千計(jì)的人工陰離子主體，并試圖模擬生物過(guò)程考察其在位點(diǎn)識(shí)別、生物催化和膜傳輸?shù)确矫娴膽?yīng)用。水楊酰苯胺衍生物是一類重要的蛋白酪氨酸激酶抑制劑。通過(guò)與ATP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酪氨酸激酶的活性位點(diǎn)，可有效抑制酶的催化活性和酪氨酸的自磷酸化過(guò)程，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。同時(shí)，水楊酰苯胺衍生物因包含酚OH、酰胺NH等氫鍵供體基團(tuán)也是有效的陰離子主體，是否與多聚陰離子ATP相互作用，

2、以及這種作用對(duì)水楊酰苯胺衍生物的抑制活性有何影響，至今尚未見(jiàn)報(bào)道。本論文以此為出發(fā)點(diǎn)，一方面應(yīng)用熒光光譜法考察水楊酰苯胺衍生物與陰離子的相互作用，另一方面系統(tǒng)研究水楊酰苯胺衍生物的激發(fā)態(tài)行為，為拓展其在熒光傳感等方面的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。 論文共分六章。 第一章．以主客體間的主要作用模式為主線概述了含水介質(zhì)中陰離子主體的研究進(jìn)展。 第二章．詳細(xì)介紹了研究工作中涉及的主要試劑、儀器和相關(guān)化合物的合成和結(jié)構(gòu)鑒定。包括水

3、楊酰苯胺衍生物、N—甲基水楊酰苯胺衍生物、水楊酸苯酯衍生物、鄰羥基萘甲酰苯胺衍生物、鄰甲氧基萘甲酰苯胺衍生物、鄰羥基萘甲酸苯酯衍生物，共約七十種化合物。 第三章．設(shè)計(jì)合成了取代水楊酰苯胺衍生物SBA—X(X=p—OCH3、p—CH3、m—CH3、H、p—Cl、m—Cl、p—CO2CH3、p—CN)，并借助熒光光譜法考察了乙腈中SBA—X與陰離子的相互作用。結(jié)果表明，所有衍生物均可形成強(qiáng)的分子內(nèi)氫鍵OH…O=C，以閉環(huán)構(gòu)象形式存在

4、，并發(fā)射激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光。陰離子如H2PO4—的加入，可誘使SBA—X的構(gòu)象發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并且該構(gòu)象翻轉(zhuǎn)依賴于苯胺取代基X的推拉電子能力。X=p—OCH3、p—CH3、m—CH3、H、p—Cl、m—Cl時(shí)，H2PO4—誘導(dǎo)SBA—X的構(gòu)象由閉環(huán)形式翻轉(zhuǎn)為開(kāi)環(huán)形式，發(fā)射激發(fā)態(tài)分子間質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光。強(qiáng)拉電子取代基p—CN的引入，使SBA—p—CN的構(gòu)象不受H2PO4—的影響，依然保持閉環(huán)形式；并且H2PO4—與SBA—p—CN的氫鍵結(jié)合增

5、加OH…O=C強(qiáng)度而導(dǎo)致SBA—p—CN的激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光逐漸增強(qiáng)。該結(jié)果對(duì)于理解水楊酰苯胺衍生物的抑制活性與取代基拉電子能力間的正相關(guān)性具有指導(dǎo)意義。 第四章．受啟示于DMSO溶解蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義，提出借助氫鍵型溶劑的去水合功能實(shí)現(xiàn)含水介質(zhì)中中性主體與陰離子氫鍵結(jié)合的策略，并將該策略成功地應(yīng)用于苯甲酰胺基苯基硫脲 Tu—X和水楊酰苯胺SBA—H與F—、AcO—和H2PO-4在含水介質(zhì)中的氫鍵結(jié)合?；诖怂悸?，可尋找其

6、它更為有效的去水合的體系或方法，當(dāng)可實(shí)現(xiàn)含水介質(zhì)中中性陰離子主體與陰離子的更強(qiáng)結(jié)合。 第五章．設(shè)計(jì)合成了水楊酸苯酯衍生物SBE—X、水楊酰苯胺衍生物5—CH3O—SBA—X、5—CH3—SBA—X、5—Cl—SBA—X和N—甲基水楊酰苯胺衍生物Y—SMBA。通過(guò)取代基效應(yīng)和溶劑效應(yīng)考察了其在CHX、DEE、THF、ACN和MeOH中的吸收光譜和熒光光譜。將SBE—X的長(zhǎng)波長(zhǎng)熒光發(fā)射能量和熒光量子產(chǎn)率與取代基Hammett常數(shù)和溶

7、劑極性分別關(guān)聯(lián)，并與水楊酰苯胺衍生物SBA—X比較發(fā)現(xiàn)，SBA—X中確實(shí)存在苯甲酰苯胺型激發(fā)態(tài)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ESICT)反應(yīng)，且對(duì)水楊酸型激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)反應(yīng)的取代基效應(yīng)具有放大作用。取代基效應(yīng)研究表明，SBA—X中苯甲酰苯胺型 ESICT反應(yīng)與水楊酸型ESIPT反應(yīng)之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，可藉由水楊酰苯環(huán)和苯胺取代基的協(xié)同作用來(lái)調(diào)控，其結(jié)果是CHX中SBA—p—OCH3發(fā)射苯甲酰苯胺型ESICT熒光，SBA—H發(fā)射水楊酸

8、型ESIPT熒光，5—Cl—SBA—p—OCH3則同時(shí)發(fā)射苯甲酰苯胺型ESICT熒光和水楊酸型ESIPT熒光。N—甲基水楊酰苯胺衍生物Y—SMBA中，水楊酸型ESIPT反應(yīng)誘使其電子受體的激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)重排，抑制了苯甲酰苯胺型ESICT反應(yīng)，使Y—SMBA中ESICT態(tài)的電荷分離程度降低。 第六章．將鄰羥基萘甲酰甲酯12—NSME、32—NSME和21—NSME與萘甲酰苯胺1—NBA和2—NBA耦合，設(shè)計(jì)合成了鄰羥基萘甲酰苯胺衍生物

9、12—NSBA—X、32—NSBA—X和21—NSBA—X。通過(guò)取代基效應(yīng)和溶劑效應(yīng)考察了其在CHX、DEE、CH2Cl2、ACN和 MeOH中的吸收光譜和熒光光譜。結(jié)果表明，萘甲酰苯胺2—NBA和1—NBA的ESICT能分別開(kāi)啟12—NSME和21—NSME的ESIPT反應(yīng)，鄰羥基萘甲酰苯胺衍生物12—NSBA—X和21—NSBA—X在非質(zhì)子性溶劑中發(fā)射分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光。CHX中21—NSBA—X的熒光光譜較32—NSBA—X對(duì)取代

10、基表現(xiàn)出更強(qiáng)的依賴性，這是由于21—NSBA—X中1—NBAs的ESICT反應(yīng)較32—NSBA—X中2-NBAs的 ESICT反應(yīng)強(qiáng)烈之故。21-NSBA-p-OCH3同時(shí)發(fā)射PT和CT熒光，21-NSBA-p-CO2CH3只能觀察到LE熒光，說(shuō)明萘甲酰苯胺2-NBA的ESICT反應(yīng)不僅可以開(kāi)啟21-NSME的 ESIPT反應(yīng)，而且藉其對(duì)取代基的敏感性可有效調(diào)控21-NSBA-X中ESICT與ESIPT的競(jìng)爭(zhēng)。21-NSBA-X的PT熒