吡咯并嘧啶—57二酮及芳基取代苯甲酸类化合物合成及其应用的研究

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1、硕士学位论文吡咯并嘧啶．5，7．二酮及芳基取代苯甲酸类化合物的合成及其应用研究硕士研究生：王海波指导老师：谢扬教授、陈之朋博士摘要第一部分：多取代吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物合成及其荧光性质研究背景：大多数有机荧光分子在稀溶液中都具有很好的发光性能，但在浓溶液中或固态时，发光减弱甚至消失，这一现象被称为聚集诱导猝灭效应(aggregationcausedquenching，ACQ)，极大地限制了这些荧光分子的应用范围。2001年，唐本忠等率先发现了硅杂环戊二烯(Silole)具有不同于普通有机荧光分子的特性，即在稀溶液时不发光，而在聚集态或固

2、态时呈现很强的荧光发射。他将这一现象命名为聚集诱导发光效应(aggregation．inducedemission，AIE)，并认为聚集态下的分子内旋转受限(restrictionofintra．molecularrotation，RIR)是产生AlE的主要原因，即当分子之间的规整聚集增强彼此相互作用时，限制了芳香环的内旋转，从而降低了其非辐射能量转移，使荧光发射得以增强。在应用方面，自发现聚集诱导发光效应以来，科学家们已经在多个方面成功将其应用，主要集中在：实现对金属离子、阴离子、生物蛋白的识别；制备的纳米颗粒或电解质应用于生物体内成像、结构分

3、析、生物检测等。本课题组通过多组分(multicomponentreactions，MCRs)锅法合成了多取代四氢嘧啶类化合物，具有较强的聚集诱导发光性质，其荧光量子产率最高可达中文摘要到93％。本课题组已将其成功应用于金属离子检测，表面活性剂检测等方面，另外在蛋白检测方面的应用研究正在进行中。本论文是在前期研究的基础上，合成了具有新颖结构的多取代吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物，同样也具有较好的AIE性质，本文对其合成条件进行了优化，合成了一系列类似物，并对其荧光性质进行了初步测试。方法：以丁炔二羧酸二甲酯(DMAD)、甲醛、取代胺、取代醛为原

4、料，L．脯氨酸为催化剂，采用多组分合成方法合成取代吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物。在探索反应初期，采取的是五组分一步法合成五取代的吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物。虽然能得到最终产物，但产率较低，而在监测反应过程中，分离得到吡咯衍生物中间体(即化合物4)。最终分成两步，先合成吡咯衍生物中间体(即化合物4)，第二步再与不同胺和醛，三组分反应合成得到五取代的吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物。实验过程中，分别依次探讨催化剂、溶剂、反应温度、反应时间及反应物比例对产率的影响。六取代的吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物的合成同样是以吡咯衍生物(化合物4)作

5、为中间体，与不同的胺和甲醛、苯甲醛四组分反应合成得到。荧光性质方面测试从两类化合物各挑选出一个典型化合物进行荧光性质的测定，五取代化合物7ha和六取代化合物9a，它们在不同的乙醇，水比例混合溶液中，荧光强度也相应变化。结果：(1)得到吡咯衍生物中间体(即化合物4)，共11个化合物。第二步再与甲醛、不同胺一锅法得到最终产物，共26个化合物。(2)六取代吡咯并嘧啶一5，7．二酮类化合物合成是在第二步时加入了苯甲醛，减少了甲醛的比例，四组分一锅法合成得到最终产物，共7个化合物。(3)对比可知六取代化合物9a的AlE特性明显强于五取代，其中六取代II硕士

6、学位论文化合物9a的相对荧光量子产率可达到37％。结论：(1)从26个五取代吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物看出，该多组分反应的产率均较高，在75％～91％之间，并且合成简便，原料便宜，反应经济性和可行性较好。取代基团上来看，Rl、R2基团分别都均有芳香基团和脂肪基团。总的来说，在Rl基团固定的情况下，R2不管是吸电子还是推电子基取代，对产率的影响都不大。从两个可以取代位点来看，上述26个化合物已包含芳香基团、脂肪基团取代。化合物的种类较多，取代基丰富，并且产率可观，该多组分反应已经足以满足化合物的多样性和复杂性。(2)从7个六取代吡咯并嘧啶．5

7、。7．二酮类化合物看出，Rl基团有苯基、对氟苯基、对溴苯基，R2基团主要是苄基和甲基，还有一个噻吩乙基，R3为苯基。从产率上来看，基本上在30～50％之间，明显低于五取代类化合物。可能是由于甲醛与苯甲醛存在竞争，而甲醛相对于苯甲醛更加容易反应，使得六取代吡咯并嘧啶．5，7．二酮类化合物产率下降。(3)两类化合物均具有聚集诱导发光性质，六取代化合物荧光性质更强。第二部分：以i-nvgp41为靶点的芳基取代苯甲酸类化合物合成及活性研究研究背景：我国现有艾滋病病毒感染者约70万人，其中艾滋病病人8万例。根据世界卫生组织统计，目前我国艾滋病病毒感染者占总

8、人口的比例虽然很低，但感染人数在亚洲位居第二位，在全球居第十四位。疫苗应是艾滋病防治最好的手段，但二十多年来，还没有一个HIV疫苗的临床