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1、氮氧自由基的应用研究进展王时雨李明华薛姗姗黄雁茹何炜第四军医大学药学院化学教研室氮氧自由基化合物是指含碳、氮、氧、氢等元素以及自旋单电子的有机化合物，因其自身的特殊性质被广泛应用于很多领域。本文结合氮氧自由基的特点，对苏在生物学、磁性、有机催化和阻聚等方面的应用研究进行了总结，并对氮氧自由基化合物的发展趋势进行了展望。关键词：氮氣自由基;分了功能材料;生物活性;奋机催化;何炜女,教授。E-mail:weihechem@fmmu.edu.cn收稿曰期:2017-03-24基金：国家"十二五"重大新药创制课题(2014ZX09
2、J14104-06C)资助ProgressinApplicationofNitroxideRadicalsWangShiyuLiMinghuaXueShanshanHuangYanruHeWeiDepartmentofChemistry,SchoolofPharmacy,FourthMilitaryMedicalUniversity;Abstract：Nitroxideradicalcompoundsarcorganiccompoundscontainingcarbon,nitrogen,oxygen,hydrogen,a
3、ndspin-on-oneelectrons,andareusedinmanyfieldsbecauseoftheirspecialproperties.Inthisreview,thecharacteristicsofnitroxidesandtheirapplicationinbiology,magnetism,organiccatalysisandpolymerizationweresummarized.Thedevelopmenttrendofnitroxideradicalcompoundswerediscuss
4、ed.Keyword：Nitroxylradicals;Molecularfunctionalmaterials;Biologyactivity;Organiccatalysis;Received：2017-03-24氮氧自由基也称作硝酰基氧自由基，是一类含碳、氮、氧、氢等元素以及自旋单电子的有机化合物，该类分子中含有单电子离域化造成的三种N,N-二取代的自由基共振结构，如图式1A、B、C所示。氮氧自由基的单电子在共振结构上的自旋密度随端取代基的不同而有所改变。图式1氮氧自由基的共振结构Scheme1Nitroxidera
5、dicalsresonancestructureM氧自由基性质较稳定并且具有一定的抗氧化作用。目前氮氧自由基在生物学效应方面的研宄包括其分解超氧化物和过氧化物的能力、抑制氧化反应和参与自由基-自由基重组等。稳定的氮氧自由基可作为信号传递的官能团，用以研究药物和其他生物大分子配体（如重要的酶、核酸和细胞膜）的相互作用；同时氮氧自由基也是最常用的自旋标记物，它在生理pU水溶液系统屮很稳定，即使发生微小的变化，也能被检测出来;此外，氮氧自由基还具有清除体内自由基、保护细胞大分子免受氧化损伤的能力。另外，氮氧自由基还具有磁性和阻聚
6、作用，亦可应用于有机催化等领域。1氮氧自由基分类从化学结构的角度而言，氮氧自由基可以分为两类:第一类是以2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）为代表U1的二烷基氮氧自由基，该类自由基是最早被制备并广泛研究的自由基;第二类是以4,4,5,5-四甲基-2-咪唑啉-1-径氧基-3-氧化物（nit）为代表的咪唑类氮氧自由基m，该类自由基具有更广泛的电子分布，是一类同时包括氮氧偶极（N-0）和氮氧自由棊（N-0-）的双官能团分子结构，活性较高，结构也更为多样。2氮氧自由基的应用2.1氮氧自由基在生物学中的应用2.1.
7、1自旋标记物自旋标记是近十几年来在分子牛.物学领域中继荧光标记和同位素标记技术之后出现的又一门新技术XM1。理想的自旋标记试剂应具备以下两个特点:一是性质稳定;二是能以化学或物理的方式嵌入到生物分子的特定位置，使生物分子结构的扰动保持在最低限度。氮氧自由基是有3个电子的键结构，失去或者得到1个电子后，都会使得未偶电子消失，电子结构趋于稳定，并生成相应的羟胺负离子或氧铵正离子，而氧铵正离子是比氮氧自由基更强的氧化剂边1。因此，氮氧自由基可作为自旋标记物用于探索生物反应机制及生物体系结构。图式2TEMPO和NIT自由基的结构S
8、cheme2TEMPOandNITnitroxideradicals1976年，Sinha等M合成了自旋标记的氨基吖啶衍生物，并测定了其生物活性。发现该类化合物可使小牛胸腺DNA解旋;并iL，大部分化合物对引起大肠杆菌DNA聚合的RNA聚合酶具有抑制活性。其结果表明，自旋标记的9-氨基吖啶可以作为核酸探
