新型芳香族硼酸衍生物的合成及其对糖分子的识别研究

摘要

糖是人体不可缺少的能源和生理活性物质，在生物体中起着重要的作用。作为贮藏能量的分子，糖可以被氧化产生大量的能量驱动代谢过程；也可以转化为蛋白质和脂肪等其他生物分子。糖类与氨基酸、核苷酸一样，在生命科学中占有重要的地位。因此，对生命过程中重要糖的识别在生命科学和医学研究领域均具有重要意义。 本论文合成了三种新型硼酸衍生物，并采用荧光光谱法对其与糖分子的选择性识别进行了详细研究。结果表明，三种新型芳香族硼酸衍生物对不同单糖具有较好的选择性识别。本论文的主要内容包括以下三个方面： 1. 简要概述了糖类物质分析方法的研究进展，硼酸衍生物与糖的作用机理，硼酸衍生物对糖分子识别的研究现状。 2. 合成了三种新型硼酸衍生物试剂：2-[1-(1-萘乙基)氨基]苯硼酸（NPBA）；2-{[5-(2-二羟基硼烷基苯基)氨基]-1-萘基氨基甲基}苯硼酸（DNBA）。2-{[7-(2-二羟基硼烷基苯基氨基)-9H-芴-2-氨基]甲基}苯硼酸（DFBA）；并对这些试剂进行了纯化及结构表征。 3. 研究了三种新型硼酸衍生物试剂作为荧光探针对四种单糖识别的作用。考察了这些新硼酸衍生物与D-葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖和D-甘露糖结合的反应条件，并对反应机理进行了探讨。发现三种新试剂与糖结合时都发生了荧光增强现象，其中NPBA对D-葡萄糖具有很好的选择性识别，而DNBA和DFBA主要与D-果糖发生选择性识别，且DFBA比DNBA的识别性能更好。其结合原理可能是NPBA与糖结合时，发生的是光诱导电子转移（PET）作用，因此，在几种单糖中，对D-葡萄糖具有很好的选择识别性；而DNBA和DFBA与糖结合时，发生的是分子内电荷转移（ICT）作用。所以对D-果糖具有很好的选择识别性，但DFBA与D-果糖结合比DNBA与D-果糖结合的荧光增强更明显。另外还分别考察了这些新试剂对各种糖的响应范围和检测限，建立了荧光光度测定糖的新方法，并应用于人血清中葡萄糖含量的测定。