新型阳离子Triazatetrabenzcorrole化合物的合成和其在Hg2+检测中的应用以及二芳基乙烯化合物的合成

摘要

G-四链体是由富含鸟嘌呤的一段DNA序列通过鸟嘌呤之间的Hoogsteen氢键形成的四聚结构。在人体端粒DNA、免疫球蛋白基因开关区和基因启动子区等基因组中均广泛存在着这种富含鸟嘌呤的DNA序列，这些DNA序列在一定的体外实验条件下能形成G-四链体结构，预示着G-四链体可能具有重要的生理功能。实验研究表明，某些有机小分子可以作为G-四链体配体来稳定G-四链体的结构，从而抑制端粒酶活性，使其成为靶向G-四链体的抗癌前药。 作为G-四链体稳定剂的小分子有许多种类，其中包括卟啉、酞菁、corrole等四吡咯大环化合物。本论文设计合成了两个新型阳离子Triazatetrabenzcorrole类衍生物4和8，用来做G-四链体稳定剂。Triazatetrabenzcorrole类衍生物与酞菁同属四吡咯大环化合物，比酞菁少一个meso位的桥连氮原子。我们采用氢谱、二维氢氢相关谱、磷谱、高分辨质谱、红外等手段对其结构进行了表征。 我们在用圆二色谱实验检测化合物4对G-四链体结构的稳定能力时，发现它并不能诱导端粒序列形成G-四链体结构，初始的设计目的没有达到。然而我们发现化合物4能够被多聚阴离子或单链DNA诱导聚集，进而导致荧光淬灭。利用化合物4的这种性质，我们设计了一种功能核酸传感器用于Hg2+离子检测。我们采用一条硫代修饰的DNA序列T4G4-S3(TpsTpsTpsTGGGG)，能够在Hg2+离子存在的条件下形成平行结构的G-四链体。整个检测体系中包含化合物4与T4G4-S3序列，当不含Hg2+离子时，T4G4-S3序列以单链形式存在，能够诱导化合物4聚集，导致荧光淬灭;而当加入Hg+离子后，T4G4-S3序列形成G-四链体结构，不能有效的诱导化合物4聚集，化合物4保留有一定强度的荧光。对比两次实验荧光强度的增幅，我们可以定量检测Hg2+离子的浓度，检测限可达10nM。 光致变色是指化合物在一定波长光的照射下分子结构发生可逆的变化，导致化合物的颜色、光谱和化学性质也发生变化。利用分子模拟的手段我们设计并合成了一种具有光致变色效应的二芳基乙烯类衍生物14。该化合物在紫外光照射下转变成平面型闭环结构，在可见光照射下转变成非平面开环结构。利用该化合物不同结构与G-四链体结合能力的差异，可以用来光调控G-四链体构型。本论文完成了化合物14的合成部分，光调控G-四链体构型还有待进一步研究。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1核酸的组成

1．1．2 DNA的结构

1．1．3 G-四链体

1．2小分子配体与不同结构DNA的相互作用

1．2．1小分子与双链DNA的结合方式

1．2．2小分子与G-四链体的相互作用

1．3四吡咯大环化合物

1．3．1卟啉类化合物

1．3．2酞菁类化合物

1．3．3 triazatetrabenzcorrole类化合物

参考文献

第二章课题设计

2．1引言

2．2研究背景

2．2．1功能核酸传感器

2．2．2多聚阴离子诱导聚集效应

2．3硫代修饰DNA与POTBC类化合物的复合体系检测Hg2+的设计

2．3．1最初设计

2．3．2柳暗花明

2．4实验方法设计

参考文献

第三章Triazatetrabenzcorrole类化合物的合成及其结构的鉴定

3．1引言

3．2实验仪器及试剂

3．2．1仪器

3．2．2试剂

3．3实验部分

3．3．1化合物4的合成路线

3．3．2化合物8的合成路线

3．3．3实验步骤

3．4实验结果与讨论

3．4．1邻苯二甲腈衍生物的合成

3．4．2空环酞菁的合成

3．4．3磷代TBC化合物的合成

3．5磷代TBC的性质特征与结构鉴定

3．5．1紫外吸收

3．5．2化合物3的1HNMR谱与1H-1H COSY谱

3．5．3磷代TBC化合物母环结构的鉴定

3．6本章小结

参考文献

第四章单链DNA诱导磷代TBC化合物聚集及其在Hg2+检测中的应用

4．1引言

4．2实验仪器及试剂

4．2．1仪器

4．2．2试剂

4．3实验部分

4．3．1化合物4对端粒重复序列G4TTA的诱导实验

4．3．2化合物4光物理性质的测定

4．3．3化合物4被多聚阴离子诱导聚集、荧光淬灭现象的研究

4．3．4水溶液中Hg2+离子检测

4．4本章小结

参考文献

第五章二芳基乙烯化合物的合成

5．1背景知识

5．1．1光调控材料

5．1．2目标化合物的设计

5．2实验仪器及试剂

5．2．1仪器

5．2．2试剂

5．3实验部分

5．3．1化合物14的合成路线

5．3．2实验步骤

5．4结果与讨论

5．6本章小结

参考文献

研究总结

攻读博士期间发表论文

致谢

附录