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关键词： 兽用药物   氟苯尼考衍生物   截短侧耳素衍生物   有机合成   抑菌活性  

摘要： 现如今新抗生素的发现远远跟不上病原菌耐药性产生的步伐，寻找新的抗菌药物成为当务之急。氟苯尼考与截短侧耳素类抗生素都是兽医临床常用的抗菌药物，随着其大量广泛的应用，细菌对其耐药性逐渐严重。本研究以氟苯尼考与截短侧耳素母核进行结构改造，以期获得抗耐药菌和抗菌活性强等性质优良的衍生物。　　1、基于氟苯尼考与截短侧耳素的作用机制及其构效关系设计合成了103个衍生物，包括20个氟苯尼考衍生物和83个截短侧耳素衍生物。氟苯尼考多肽衍生物E1-E18使用液相和固相合成经过酯化和酰胺化反应获得，氟苯尼考磺胺衍生物E19-E20使用液相合成经过酯化和酰胺化反应获得。截短侧耳素衍生物4i、5a-v、6a、6g和4-61通过磺酰化、取代、酰胺化、脱保护以及烷基化反应获得。所有的目标化合物均通过1HNMR、13CNMR和HRMS进行结构表征。　　2、氟苯尼考多肽衍生物E1-E18和氟苯尼考磺胺衍生物E19-E20中的E6、E12和E18对金黄色葡萄球菌（***，ATCC29213)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA，ATCC43300)、大肠杆菌（***，ATCC25922）和***临床菌株有较好的抗菌活性。E6、E12和E18对耐氟苯尼考大肠杆菌临床菌株也有较好的抗菌活性。无活性的氟苯尼考酸酐衍生物C1与多聚精氨酸D1-D4偶联后表现出一定的活性，而C2和C3没有类似的作用，这说明连接臂的长短不同对活性有很大影响。体外安全性和药效评价试验结果显示：该类衍生物对哺乳动物细胞毒性较小，对哺乳动物红细胞无明显影响，不易诱导细菌产生耐药性，时间-杀菌曲线呈浓度依赖性，在体液中活性降低，抗菌活性与对细菌细胞膜破坏能力成正相关，作用机制主要是对细菌膜具有较强的质膜去极化、外膜透化以及膜穿透作用。　　3、对革兰氏阳性菌的抑杀作用，截短侧耳素衍生物4-7、9-10、12、15-16、20、22-23、28-29、31、33、34、38、40-41、43-44、45-50、52、54和56的活性与泰妙菌素相当;5c、5g、11、13、17、19、24和26的活性优于泰妙菌素;36、37、39、42、51和53的活性与瑞他莫林和沃尼妙林相当;5i、5m-5t、18和55的活性优于瑞他莫林和沃尼妙林。对革兰氏阴性菌的抑杀作用，5e、5k、5q和5t对***-25922的活性优于泰妙菌素、瑞他莫林和沃尼妙林。截短侧耳素衍生物5c、5i、18和55对MRSA-43300的杀菌效果呈浓度依赖关系，药物浓度为1×MIC和2×MIC时，抑制细菌生长;4×MIC时，具有杀菌效果;8×MIC时，杀菌效果显著。分子对接研究证实了衍生物5i、5o、5p、18、24、36、37和55与肽基转移酶中心（PTC）形成的结合自由能和氢键相互作用与抗菌活性结果一致。　　综上所述，通过对氟苯尼考和截短侧耳素的结构修饰及活性研究，筛选出了活性优异的氟苯尼考衍生物E6、E12、E18和截短侧耳素衍生物5i、5m-5t、18、55，可作为候选化合物来开发新的抗菌药物。

关键词： 聚集诱导发光   嘧啶并苯并噻唑   有机合成   荧光   AIE机理   计算化学  

摘要： 聚集诱导发光（aggregation-induced emission,AIE）是指有机分子聚集后荧光显著增强的现象。二十多年来,AIE方面的研究一直是化学和材料领域最令人关注的前沿之一。在研究前期,对AIE的研究集中在经典螺旋桨形状的分子上,在此基础之上得到了一大批具有类似螺旋桨形状的AIE分子。近年来,在AIE研究中的新趋势是利用理论计算方法研究AIE分子的激发态特征,从而阐明AIE机理。这一趋势不但使我们对AIE现象有了更深入的理解,还得到了更多基于特殊AIE机理的非典型螺旋桨结构分子,为AIE分子的合理化结构设计以及应用研究提供了更有效的指导,并将AIE研究提升到一个全新的水平。本课题组前期在多组分反应研究中发现了一个全新的AIE分子——4H-嘧啶并[2,1-b][1,3]苯并噻唑（PBT）,以此为骨架我们合成了大量的衍生物。PBT化合物的固体具有较高的荧光量子产率,通过结构修饰已实现在可见光谱范围内由紫色至红色的有效调制。此外,PBT与光致变色二芳烯结构的结合实现了在光响应AIE材料方面的应用。PBT是含有杂原子的稠杂芳环,不是典型的螺旋桨形状分子,具有特殊的AIE机理。在前期的机理研究中我们怀疑酯基的旋转与PBT产生AIE有关,而苯基的旋转与之无关。然而仍不清楚PBT真正的AIE机理,以此为切入点,本论文对B/C片段做了结构衍生,研究其对光物理性质的影响;结合光物理性质测试和大量理论计算阐明PBT的AIE机理;此外,研究了具有平面刚性无转子结构的PBT-AB1及其衍生物的光物理性质与发光机理。具体内容如下所述。第二章合成了B片段为甲酯/异丙酯/苄酯和C片段为乙基/丙基/环丙基的6种PBT衍生物,并系统地测试了其光物理性质。测试结果显示B、C系列衍生物与原型化合物PBT-1有类似的吸收、发射波长和荧光量子产率,分子轨道计算表明B、C系列衍生物具有与PBT-1类似的HOMO、LUMO轨道轮廓和能级,合理解释了它们在溶液和聚集态中相似的光物理性质。PBT-C5固体的荧光量子产率很低,晶体学分析表明PBT-C5固体荧光淬灭的原因是:延长C片段烷基链增大了晶格中的自由区域体积,分子运动空间变大导致荧光淬灭。第三章利用理论计算方法,以B/C片段环化的闭环PBT化合物和未环化的开环PBT-1为模型,深入研究并阐明了PBT的AIE机理。首先以2-氯甲基PBT衍生物为原料,通过分子内环化合成了3种闭环PBT化合物,并系统地测试了光物理性质。测试结果显示闭环的PBT化合物是AIEE分子,锁定环外酯基/羰基和甲基导致分子出现溶液荧光,是AIE/AIEE的开关。分子轨道计算、电子分析表明4H-嘧啶环在激发时发生了最显著的电子结构变化。开闭环PBT化合物的势能曲线计算表明开环的PBT-1在溶液中存在暗态,闭环的PBT-B7不存在暗态。优化的激发态几何构型分析表明4H-嘧啶环的扭曲变形是分子轨道解耦的直接原因,也是暗态的主要驱动力。另一方面,闭环PBT化合物由于环外酯基/羰基的旋转受限,4H-嘧啶环保持平面构象,从而避免了暗态的产生。固态下开/闭环PBT化合物的4H-嘧啶环都保持平面构象,导致强烈的荧光发射。这一机理充分解释了闭环PBT化合物在PMMA膜片中保持较高的荧光发射效率的原因,也表明锁定羰基和甲基是一种提高PBT在聚合物基质中荧光性能的有效策略。第四章基于2-氨基苯并噻唑与乙酰乙酸乙酯直接环化的产物PBT-AB1,合成了10种衍生物,系统地测试了其光物理参数。测试结果显示PBT-AB1及其衍生物是AIEE分子,具有类似的吸收发射性质,相对于PBT-1,其吸收发射波长发生了蓝移。本研究借助理论计算对光物理性质进行了讨论,并计算了PBT-AB1在溶液和固体中的三线态能级。溶液中,PBT-AB1的单线态S1附近存在能级接近的三线态T3和T4,有利于系间窜越（intersystem crossing,ISC）过程,有可能导致溶液荧光淬灭。晶体学分析表明PBT-AB1衍生物的晶体中存在多种分子间弱作用,限制了分子的运动,是固体荧光发射的来源。此外,三线态能级的计算结果表明固态下T3、T4的能级降低,与S1的能级差变大,不利于ISC过程,是PBT-AB1及其衍生物在晶体中保持荧光发射的原因。

关键词： 苝酰亚胺   受体材料   阴极界面材料   有机合成   有机太阳能电池  

摘要： 近几十年来随着有机太阳能电池研究快速发展,各种性能优异的器件材料被不断研发出来,但是与数量众多种类齐全的空穴传输材料相比,电子传输材料的发展却相对滞后,开发光电性能优良的电子传输材料具有重要意义。苝酰亚胺类化合物具有稳定性好、载流子迁移率高、共轭面积大、LUMO能级低等特点,在电子传输材料应用领域具有较好基础。本研究针对电子传输材料存在的问题,设计合成了一系列苝酰亚胺类半导体材料,并应用于有机太阳能电池。具体研究内容如下:(1)扭曲共轭近红外吸收苝酰亚胺小分子受体材料的设计、合成及光伏应用。对苝酰亚胺分子,在三维空间共轭的设计原则基础之上,引入三唑啉二酮调节分子吸收,研究与未引入分子的性质差异。测试了两个化合物的吸收、荧光、电化学、热稳定性并作为电子受体在本体异质结有机太阳能电池中进行应用研究。两个化合物分子都有很好的溶解性,电子LUMO能级(分别为-3.85 e V和-3.92 e V)都比较低,适合做电子受体材料,同时稳定性也很好。以PM6做给体时,化合物Sdi PDI做受体得到了4.53%的光电效率,Bu TADSdi PDI分子做受体则得到了1.09%的光电转换效率。三唑啉二酮的引入使分子的吸收光谱红移了近150 nm,起到很好的调节分子吸收效果。(2)卤素修饰的苝酰亚胺类阴极界面材料的设计、合成及其光伏应用。以苝四甲酸酐为原料经过水解、取代、港湾位溴化、缩合、酰胺化、离子化6步反应,合成了6个低能级且有醇溶性的阴极界面层分子。这些分子的LUMO能级(Br PDIN为-3.91 e V、2Br PDIN为-3.85 e V、Br PDIN-Br为-3.98 e V、2Br PDINBr为-3.96 e V、Br PDINN为-4.06 e V、2Br PDINN为-3.82 e V)都比较低。6个分子作为有机太阳能电池阴极界面材料使用时,其中Br PDINN和2Br PDINN在基于PM6:Y6的有机光伏器件中作为阴极界面层表现出了超过16%的光电转换效率。

关键词： N-甲酰基乙二胺   N-杂环卡宾Ni配合物   苯并咪唑   吡啶并苯二氮卓   偕-二卤烯酮  

摘要： N-杂环卡宾前体咪唑盐在催化、医药、材料领域中应用广泛,近二十年来发展迅速,已经成为有机合成中最为重要的结构之一。N-甲酰基乙二胺化合物是N-杂环卡宾前体咪唑盐水解产物,通常将其视为副产物处理,增加了其后处理成本。然而,N-甲酰基乙二胺化合物具有制备简单,储存方便的特点。近年来,将废弃物或者具有较低价值的原料转化成具有高附加值的产品是有机合成化学家们的关注热点。本论文将针对N-甲酰基乙二胺化合物的发展应用和N-杂环卡宾Ni配合物的合成方法进行综述,并围绕这一领域开展了一些研究工作,具体研究内容如下:首先,基于本课题组发展的吡啶基苯并咪唑盐水解产生的N-甲酰基乙二胺为起始原料,首次通过原位闭环的策略以29-85%的高收率合成了5种多齿N-杂环卡宾Ni配合物,并用单晶衍射对其结构进行了表征。该方法在空气下即可进行,操作简便。该系列Ni配合物可高效催化烯丙醇与芳基硼酸的Suzuki偶联反应,能够兼容不同取代基的烯丙基醇和芳基硼酸底物,得到了28种烯丙基芳烃产物,并且反应可放大到克级规模。其次,将上述合成的N-杂环卡宾Ni配合物应用到催化α,β-不饱和羰基化合物的反应中。以廉价的硼烷氨络合物为还原剂,实现了对α,β-不饱和羰基化合物的羰基选择性还原,避免将α,β-不饱和酮还原成醇,进一步提高了其原子和步骤经济性。随后,我们再次拓展了N-甲酰基乙二胺化合物的应用,在温和条件下通过与硫粉加成合成了20种吡啶基苯并咪唑硫酮衍生物。通过对底物活性规律的探究发现,该过程生成了N-杂环卡宾中间体,因此,该N-甲酰基乙二胺可作为一类丰富的卡宾前体。其次,以廉价可得的K2S2O8为氧化剂,在碱分别为Na OAc和Na HCO3的条件下,实现了选择性合成苯并咪唑酮（30个）和吡啶并苯二氮卓化合物（24个）,并成功对其进行克级规模合成和进一步官能化修饰。最后,在可见光的促进下,以廉价的炔烃、多卤甲烷、水或醇为起始原料,发展了两种合成偕-二卤烯酮的新方法。该方法无须使用光催化剂和任何添加剂,展现出了良好的底物普适性,高效构建了43种偕-二卤烯酮化合物,并且实现了高收率（71-81%）的克级制备。值得一提的是,该反应可兼容多种醇溶剂,突出了该方法的绿色及实用性。机理探究表明,叔碳中心自由基的形成至关重要,可通过β-scission生成产物。

摘要： 史壮志教授因发展了有机硼试剂合成新方法而获得陈嘉庚青年科学奖化学科学奖。我们请他谈谈对有机化学研究的感想。您最初为什么会选择化学专业？后来又是通过什么契机开始研究合成化学、硼化学的？史壮志：在刚开始接触化学时，我就对化学学科深有好感，感觉化学是一门艺术，充满了创造力与想象力。有机合成化学更是有着非比寻常的魅力，学生时代的我对此感觉尤为深刻。混合化学反应体系、等待反应结束以及后处理得到产物，这其中充满了探索未知的神秘感和发明创造的成就感。

关键词： 有机合成化学   炔丙基硼化合物   硼-氢键插入反应   炔基卡宾   硼烷加合物   银催化剂  

摘要： 含硼化合物在有机合成、医药、农药、材料等领域有着广泛的应用。发展新的C–B成键反应，高效合成结构多样性的含硼化合物倍受科研工作者的青睐。卡宾对B–H键的插入反应已成为构建C–B键的有效方法。炔基卡宾对B–H的插入反应可以获得合成化学上有用的炔丙基硼化合物。因此，发展简单有效的炔基卡宾对B–H的插入反应合成炔丙基硼化合物具有重要的意义。　　炔基卡宾是一类重要的功能化卡宾，在有机合成中有着广泛应用。有很多方法是利用重氮化合物制备炔基卡宾，然而，重氮化合物在本质上是不稳定的，其具有潜在的爆炸性，在工业上的大规模生产受到限制，仅限于实验室小量使用。因此，亟需要开拓新的炔基重氮化合物前体解决这一问题。为了解决上述挑战，近期我们课题组发展了炔基N-邻硝基苯磺酰腙，其不仅可以避免产生的炔基重氮自身环化，同时分解温度较低，而且该前体制备安全、简便，因此是一种良好的炔基卡宾前体。　　本论文利用炔基N-邻硝基苯磺酰腙生成的炔基银卡宾与硼烷加合物进行B–H插入反应。开发了一种银催化炔基卡宾和硼烷加合物的B–H插入反应的有效方法。本论文优化了反应的条件，探索了底物范围，通过克级实验和对产物进行衍生化，进一步验证了反应的实用性和工业化应用的可能性。反应简单易行、官能团的耐受性好，反应采用TpBr3Ag作为催化剂，炔基N-邻硝基苯磺酰腙作为炔基卡宾的前体，以50-95%收率得到了多种炔丙基硼烷加合物。实验和理论计算研究表明：该反应经历炔基银卡宾的生成和B–H键的插入反应路径。其中炔基银卡宾的生成是该反应的决定步骤。

关键词： 绿色化学理念   高校   有机化学   合成实验教学  

摘要： 高等教育改革的推广已经过了较长的一段时间,其对各个专业的课程教学理念所起到的影响是多方位、立体性的,也提出了更为多样而全面的要求。有机化学是高校化学体系中一门有着很强应用性、综合性和实践性的专业课程,学生在学习过程中除了要接触大量理论知识外,还要进行丰富的实验操作,同时也要在这一期间形成相应的有机化学应用理念,其中就包括对“绿色化学”理念的了解和认同。传统的有机化学教学模式过于单一,不注重提高学生的绿色环保观念,导致学生学习时存在一定的误区,所以高校化学教师要改变传统的实验教学方式,要注重培养学生的“绿色素养”,让学生学会学以致用,将绿色环保教学理念融入到有机化学课堂当中,让学生建立绿色化学学习理念,从而达到其应有的教学目的。

关键词： 吲哚啉   类衍生物   生物活性分子   有机合成   天然产物   对映选择性   季碳中心   药物开发  

摘要： 吲哚啉类杂环骨架广泛存在于天然产物、药物及生物活性分子当中[1].3-氨基吲哚啉类衍生物具有潜在的可修饰性,能够衍生出多样性的新颖骨架[2],被广泛应用于开发抗癌、抗病菌、抗炎镇痛等药物[1,3].因此,广大化学家致力于发展多样性、高效构建3-氨基吲哚啉骨架的策略.利用吲哚去芳构化策略构建含3-胺化吲哚啉核心片段化合物是目前最佳的方法之一[3].选用合适的手性Lewis酸、Br?nsted酸及过渡金属复合物作为催化剂,可以实现3-氨基吲哚啉类衍生物的对映选择性合成.然而,为满足药物开发对分子结构多样性的需求,发展直接、高效和高对映选择性构建结构新颖的3-氨基吲哚啉衍生物的新方法成为有机合成领域的新热点[4].

关键词： 黄酮醇   半胱氨酸   荧光探针   有机合成  

摘要： 以5-溴噻吩-2-甲醛和2-羟基-4-甲氧基苯乙酮为原料,经过羟醛缩合合成黄酮醇骨架,再分别与丙烯酰氯和4-硝基肉桂酸进行酯化,得到荧光探针HBNA和HBAC。采用核磁共振氢谱、碳谱和高分辨率质谱确证其结构。分别与半胱氨酸和同型半胱氨酸进行响应测试,发现HBNA对半胱氨酸和同型半胱氨酸响应具有差异性。HBAC在Cys浓度为0~400μmol/L范围内具有良好的线性关系,检测限为51 nmol/L。综上所述,本文制备的探针具有灵敏度高、对半胱氨酸和同型半胱氨酸区别性好、价格低廉等特点,为进一步研究区别两种氨基酸的探针提供借鉴。

关键词： 合成化学   高分子合成   制药技术   无机合成   化学化工   有机合成   征稿简则   研究成果  

摘要： 《合成化学》主要刊载化学化工领域各分支学科最新的研究成果、研究动态以及发展趋势%主要包括有机合成、高分子合成、生化合成及无机合成等方面的基础研究和应用研究的中文研究论文、快递论文、研究简报、制药技术以及关系合成化学领域各学科的综合评述。