香豆素类衍生物在生物医药方面的研究进展

论文总字数：20648字

摘 要

香豆素是一种融合苯和吡啶环体系，属于自然界中大量存在的一类化合物。它们具有广泛的生物活性。除了临床证明的抗凝血和抗血栓作用，天然和合成香豆素衍生物被发现具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗病毒、抗高血脂、MAO-B抑制和抗菌活性等等。另外，香豆素杂交体还被发现有多种治疗应用，包括光化学疗法、抗艾滋病病毒、抗肿瘤和中枢神经系统兴奋剂。香豆素及其衍生物的合成在新型选择性抗癌药物的研究和开发中受到了广泛的关注。事实上，根据基本细胞核的取代，香豆素显示出了调节多种细胞通路的巨大能力，并被探索其对激酶、细胞周期阻滞、血管生成、HSP90、端粒酶、有丝分裂、碳酸酐酶、单羧酸转运体的抑制活性。此外，香豆素也有可能对抗放疗的副作用，羟基香豆素还可以通过清除活性氧来防止自由基损伤活性代谢物。

关键词：香豆素类衍生物；生物医药；治疗应用

Research Progress of Coumarin Derivatives in Biomedicines

Abstract

Coumarin is a kind of fusing benzene and pyridine ring system, which belongs to a class of compounds that exist in large quantities in nature. They have a wide range of biological activities. In addition to their clinically proven anticoagulant and antithrombotic effects, natural and synthetic coumarin derivatives have been found to have antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, antiviral, anti-hyperlipidemic, MAO-B inhibitory and antimicrobial activities, among others. In addition, coumarin hybrids have been found to have a variety of therapeutic applications, including photochemotherapy, anti-HIV, anti-tumor and central nervous system stimulants. The synthesis of coumarin and its derivatives has attracted extensive attention in the research and development of novel selective anticancer drugs. In fact, based on basic nuclear substitution, coumarin has shown great ability to regulate multiple cellular pathways and has been explored for its inhibitory activities against kinases, cell cycle arrest, angiogenesis, Hsp90, telomerase, mitosis, carbonic anhydrase, and monocarboxylic acid transporters. In addition, coumarin has the potential to counteract the side effects of radiation therapy. Hydroxycoumarin also prevents free radical damage to active metabolites by scavenging reactive oxygen species.

Key words: Coumarin Derivatives; Biomedicine; Therapeutic Applications

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 香豆素类化合物简介 1

1.2 香豆素类化合物的合成 1

1.3 本文研究的意义与内容 3

1.3.1 研究意义 3

1.3.2 研究内容 3

第二章 香豆素类衍生物在生物领域的作用 4

2.1 根分泌香豆素引入根际微生物 4

2.2 依赖MYB72香豆素分泌成根系微生物群促进植物健康 5

2.3 新型农业抗菌剂香豆素起体内抗青枯菌作用 5

第三章 香豆素类衍生物在医药领域的应用 8

3.1 香豆素标记1,3,4恶二唑以抑制乳腺癌细胞 8

3.2 香豆素类衍生物在抗阿尔茨海默病药物开发上的重要作用 9

3.3 新型香豆素衍生物Bis 3具医治高脂饮食(HFD)的作用 10

第四章 香豆素类衍生物在其他领域的应用 12

4.1 香豆素类衍生物在荧光染料领域的应用 12

4.2 香豆素类衍生物在荧光探针领域的应用 13

第五章 结论与展望 15

5.1 结论 15

5.2 展望 15

致谢 16

参考文献 17

1. 绪论

1.1 香豆素类化合物简介

1820 年，Vogel 从蝶状花科薰草豆中首次分离出世界上首个天然香豆素。香豆素顾名思义有一定香味，故常用作塑料橡胶的增香剂与化妆品和香水的定香剂，还普遍用于增光剂及电镀光泽剂等^[1]。同理，香豆素类衍生物在香水、化妆品、农业和医药工业中是重要的化学物质。然而，传统方法合成香豆素的条件比较苛刻。例如，间苯二酚和乙酰乙酸乙酯的混合物在H2SO4中搅拌12-24 h，得到了4-甲基-7-羟基香豆素。迫切要求开发替代环境友好的香豆素合成方法，近年来，报道了在回流甲苯中采用固体酸催化剂(如h-β沸石)催化Pechmann反应合成7-羟基香豆素衍生物，还报道了固体碱催化回流甲苯Knoevenagel反应合成香豆素-3-羧酸衍生物的研究^[2]。据研究表明，双叶片的芸香科、伞形科与桑科中蕴含香豆素最多，同时，香豆素也可以是游离的，也可以与葡萄糖(香豆素糖苷)结合，它有一种甜甜的气味，很容易被认出是新割的干草的气味。香豆素是一种天然的多酚类物质，广泛分布于植物、真菌和细菌中，几个世纪以来一直在传统医学中应用, 香豆素类化合物可以抑制乳腺癌细胞、抗AD、医治高脂饮食(HFD)等等在医药领域内的重要治疗药品。大量结构新颖的香豆素衍生物在体内和体外都显示出了大量的细胞毒活性。此外，对炎症细胞的抑制作用似乎超过了任何其他临床可用的化合物。已知需要某些取代基来增加它们的作用，选定的香豆素的治疗潜力是相当明显的。鉴于香豆素的独特结构与药理活性，现在合成香豆素的方法越来越多，相对的，合成收率也越来越高。合成香豆素途径有Perkin，Knoevenagel，Pechmann和Wittig反应等^[3]。

香豆素作为一个群体，由于其结构多样性，使科学家对其研究保持着浓厚的兴趣。 研究发现，绝大部分天然香豆素 C-7 位上都存在含氧取代基，最早从伞形科分离出的是7-羟基香豆素，即伞形花内酯^[3]。天然的香豆素衍生物大都是母核中苯环部位被修饰的衍生物, 而香豆素位为活性基团, 容易发生反应。香豆素为具有升华性的白色結晶，溶点68°C沸点290~ 291°C，闪点151°C，易溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷，也可溶于甘油中，易溶于沸水，难溶于冷水^[4]。

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