新型D-葡萄糖苷取代邻羟苯基亚胺基甲基噻二唑三唑的合成及生物活性
Vol.34高等学校化学学报No.52013年5月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1143~1150 doi:10.7503/cjcu20120954
新型S (N )?β?D ?葡萄糖苷?4?N ?(取代邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑的合成及生物活性
冯钟念,卢俊瑞,辛春伟,李建发,鲍秀荣,张彤彤
(天津理工大学化学化工学院,天津300384)
摘要 在KOH /acetone 体系中,4?N ?(取代邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3a ~3d)与溴?α?D ?四乙酰葡萄糖发生Kenigs?Knorr 反应,合成了8个未见报道的S (N )?β?D?乙酰葡萄糖苷,其结构经1H NMR二13
C NMR二红外光谱及元素分析等确定.目标化合物的生物活性测试结果表明,它们对金
黄色葡萄球菌二白色念珠菌和大肠杆菌均显示了较好的抑菌活性,其效果接近或优于对照药物三氯生和氟康唑的抑菌效能.其中,化合物2?N ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖基)?4?N ?(3,5?二溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4d)及3?S ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖硫基)?4?N ?(3,5?二溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5d)具有较强的抑菌活性.
关键词 1,2,4?三唑;糖苷;合成;生物活性
中图分类号 O626.26 文献标志码 A 收稿日期:2012?10?22.
基金项目:国家自然科学基金(批准号:21176194,20976135)资助.
联系人简介:卢俊瑞,男,教授,博士生导师,主要从事新型精细化学品研究.E?mail:lujunrui@https://www.360docs.net/doc/413169023.html,
1,2,4?三唑类衍生物在抗癌[1]二抗惊厥[2]二抗真菌[3]二除草二调节植物生长[4]及抗植物病菌[5]等领域受到广泛关注.研究[6,7]发现,三唑类化合物能够选择性地与羊毛甾醇C ?14α?脱甲基化酶(CYP51)结合,从而抑制麦角甾醇的生物合成,抑制病原菌生长或致其死亡.但1,2,4?三唑类化合物在有机相和水相中的溶解性均较小,因此近年来对此类化合物的研究主要集中在通过结构修饰提高其水溶性和生物活性方面.研究证实,在先导化合物中引入1,2,3?噻二唑基团,通常会提高活性或者扩大其生物活性谱,大量具有多种生物活性的1,2,3?噻二唑衍生物已被报道[8].目前,含有1,2,3?噻二唑及1,2,4?三唑的双杂环类化合物的研究报道较少.
糖基三唑类化合物具有生物活性高二毒性小及溶解性好等优点.一些糖基三唑类化合物被广泛应
用于抗癌[9,10]二抗II 型糖尿病[11]二抗人类免疫缺陷病毒(HIV)及抗(真)菌[12]等领域.同时,糖苷类化合物本身具有较好的抗菌和抗病毒性能.近年来,以糖苷为取代基的1,2,4?三唑已被广泛研究和合成[13,14],并被证实具有较强的抗菌[15~17]和抗病毒活性[18].目前,以糖苷为取代基的5?(4?甲基?1,2,3?
噻二唑)?1,2,4?三唑类化合物尚未见报道.本文设计合成了一系列含有1,2,3?噻二唑的1,2,4?三唑类化合物,并引入了具有生物活性及生理作用的葡萄糖,进一步改变其溶解性和导向性,增强对受体的亲和能力.共合成了8个新型糖基修饰的1,2,4?三唑类化合物,并采用1H NMR二13C NMR二红外光谱和元素分析等确认了其结构,测试了它们对白色念珠菌(真菌)二大肠杆菌(革兰氏阴性菌)及金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)的抑菌活性.1 实验部分
1.1 试剂二仪器和实验菌种80%(质量分数)水合肼二水杨醛二D ?葡萄糖二氯化亚砜和氢氧化钾等均为市售分析纯试剂.
美国Nicolet 公司Avatar 370型红外光谱仪(KBr 压片);德国Bruker 公司Avance 400型核磁共振波谱仪(TMS 为内标);天津市分析仪器厂RY?1型熔点测定仪;广东省医疗器械厂LRH?250A 型生化培养箱.
大肠杆菌(8099)二金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和白色念珠菌(ATCC 10231)菌株由天津医科大
学微生物实验室提供.
1.2 实验过程目标化合物的合成路线见Scheme
1.
a:R 1=H,R 2=H;b.R 1=H,R 2=Br;c.R 1=H,R 2=Cl;d.R 1=Br,R 2=Br.Scheme 1 Synthesis of compounds 4a 4d and 5a 5d
1.2.1 4?甲基?1,2,3?噻二唑?5?甲酰酰肼基二硫代甲酸钾盐(1)的合成 参照文献[19]方法合成化合
物1.
1.2.2 4?氨基?3?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?5?硫酮(2)的合成 将19g(0.07mol)化合物1加入到50mL 三口瓶中,加入8.8g(0.14mol)80%水合肼及6mL 蒸馏水,加热回流8h.冷却后将反应液倒入200mL 冰水中,得黄绿色透明溶液,用浓盐酸调节pH 至2~3,析出大量白色固体,静置过夜,抽滤,真空干燥得4?氨基?3?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?5?硫酮(2)11g,乳白色粉末,产率75%,m.p.201~202℃.1H NMR(DMSO?d 6,400MHz),δ:14.34(s,1H,triazoly?NH),6.08(s,2H,N NH 2),2.95(s,3H,thiadiazoly?CH 3).1.2.3 4?N ?(取代邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3a )的合成 将0.22g(1.8mmol)水杨醛和30mL 乙醇加入到50mL 三口烧瓶中,充分搅拌后加入0.32g(1.5mmol)化合物2,并用3mol /L 盐酸调节反应液pH 至5~6,加热回流8h.冷却后抽滤得粗品,用乙醇重结晶,得4?N ?(邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3a)0.38g,黄色粉末状固体,产率80%,m.p.256~258℃.1H NMR(DMSO?d 6,400MHz),δ:14.65(s,1H,NH),10.63(s,1H,OH),10.61(s,1H,N CH),8.08(dd,1H,J 1=8Hz,J 2=1.2Hz,Ar H),7.50~7.48(m,1H,Ar H),7.07(t,1H,J 1=J 2=7.6Hz,Ar H),7.03(d,1H,J =8Hz,Ar H),2.98(s,3H,CH 3).
参照上述方法合成化合物3b ~3d.
4?N ?(5?溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3b):黄色粉末状固体,产率85%,m.p.245~248℃.1H NMR(DMSO?d 6,400MHz),δ:14.69(s,1H,NH),11.02(s,1H,OH),10.66(s,1H,N CH),8.10(d,1H,J =2.8Hz,Ar H),7.65(dd,1H,J 1=8.8Hz,J 2=2.4Hz,Ar H),7.00(d,1H,J =8.8Hz,Ar H),2.98(s,3H,CH 3).4?N ?(5?氯邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3c):浅黄色粉末状固4411高等学校化学学报 Vol.34
体,产率77%,m.p.258~260℃.1H NMR(DMSO?d 6,400MHz),δ:14.67(s,1H,NH),10.95(s,1H,OH),10.67(s,1H,N CH),7.96(d,1H,J =8Hz,Ar H),7.53(dd,1H,J 1=8.8Hz,J 2=
2.8Hz,Ar H),7.05(d,1H,J =8.8Hz,Ar H),2.98(s,3H,CH 3).4?N ?(3,5?二溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(3d):深黄色粉末
状固体0.50g,产率70%,m.p.250~252℃.1H NMR(DMSO?d 6,400MHz),δ:14.75(s,1H,NH),
10.76(s,1H,OH),10.66(s,1H,N CH),8.11(d,1H,J =2.4Hz,Ar H),8.08(d,1H,J =2Hz,Ar H),2.98(s,3H,CH 3).1.2.4 目标化合物的合成与表征 2,3,4,6?O ?四乙酰基?α?D ?溴代葡萄糖参考文献[20]方法合成.m.p.85~86℃(文献值[20]:86~87℃)2?N ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖基)?4?N ?(邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4a)/3?S ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖硫基)?4?N ?(邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5a)的合成:将0.067g(0.0012mol)KOH 和2mL 蒸馏水加入到50mL 三口瓶中,搅拌至溶解,加入10mL 丙酮后,再加入3?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)硫基?4?N ?邻羟苯基亚胺基?1,2,4?三唑0.32g(0.001mol),溶解后呈黄色澄清溶液,搅拌30min,向反应液中加入2,3,4,6?O ?四乙酰基?α?D ?溴代葡萄糖0.49g(0.0012mol),用TLC 监测反应[展开剂:V (乙酸乙酯)∶V (石油醚)=2∶3],室温下搅拌16h,停止反应.将反应液倒入分液漏斗中,分别加入30mL 蒸馏水和30mL CH 2Cl 2萃取2次,分出下层液体用无水MgSO 4干燥,抽滤,滤液经旋蒸得粗产物.以石油醚和乙酸乙酯(体积比3∶7)为洗脱剂通过硅胶柱层析分离得到0.23g 化合物4a,以甲醇和乙酸乙酯(体积比1∶4)为洗脱剂得到0.32g 化合物5a.
采用类似方法合成化合物4b ~4d 和5b ~5d.2?N ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖基)?4?N ?(邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4a):淡黄色粉末,产率35%,m.p.214~216℃.1H NMR (400MHz,CDCl 3),δ:9.88(s,1H,OH),9.61(s,1H,N CH),7.60~7.58(m,1H,J =9.2Hz,Ar H),7.48(dd,1H,J 1=8Hz,J 2=1.6Hz,Ar H),7.14(d,1H,J =8.4Hz,Ar H),7.09(t,1H,J 1=J 2=7.6Hz,Ar H),6.30(d,1H,J H1′?H2′=9.6Hz,H1′),5.95(t,1H,J H2′?H1′=9.6Hz,J H2′?H3′=9.2Hz,H2′),5.48(t,1H,J H3′?H4′=9.6Hz,J H3′?H2′=9.2Hz,H3′),5.32(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6Hz,H4′),4.33(dd,1H,J H6″?H5′=4.8Hz,J H6″?H6′=12.8Hz,H6″),4.22(dd,1H,J H6′?H5′=2.4Hz,
J H6′?H6″=12.8Hz,H6′),4.06(ddd,1H,J H5′?H6′=2.4Hz,J H5′?H6″=4.8Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),3.13(s,3H,CH 3),2.11,2.09,2.04,1.99(4s,12H,4CH 3CO);13C NMR(CDCl 3,400MHz),δ:170.8,170.2,169.5,169.0,167.5,164.8,160.8,159.7,142.5,135.8,132.1,130.5,120.5,117.6,116.4,82.2,74.6,73.7,68.7,67.7,61.6,20.6,20.6,20.5,20.5,15.2;IR (KBr),~ν/cm -1:3445,2026,1732,1635,1507,1428,1236,688;元素分析(%,C 26H 28N 6O 10S 2计算值):C 48.18(48.14),H 4.44(4.35),N 12.92(12.90).2?N ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖基)?4?N ?(5?溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4b):淡黄色粉末,产率30%,m.p.220~222℃.1H NMR(400MHz,CDCl 3),δ:9.99(s,1H,OH),8.99(s,1H,N CH),7.81(dd,1H,J 1=8.8Hz,J 2=1.6Hz,Ar H),7.74(d,1H,J =2.4Hz,Ar H),7.21(d,1H,J =9.2Hz,Ar H),5.51(d,1H,J H1′?H2′=10Hz,H1′),5.42(t,1H,J H2′?H1′=J H2′?H3′=9.2Hz,H2′),5.32(t,1H,J H3′?H4′=J H3′?H2′=9.6Hz,H3′),5.24(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6Hz,H4′),4.38(dd,1H,J H6″?H6′=12.8Hz,J H6″?H5′=4.4Hz,H6″),4.22(d,1H,J H6′?H6″=12.8Hz,H6′),388(dd,1H,J H5′?H6″=4.8Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),3.33(s,3H,CH 3),2.26,2.18,2.17,2.10(4s,12H,4CH 3CO);13C NMR(CDCl 3,400MHz),δ:170.6,170.1,169.5,168.9,167.8,165.0,161.1,158.8,142.1,138.4,135.2,130.3,119.8,117.2,112.3,82.5,74.7,73.6,68.8,67.7,61.6,20.7,20.6,20.6,20.6,15.2;IR (KBr),~ν/cm -1:3454,2026,1752,1637,1426,1234,1062,685;元素分析(%,C 26H 27BrN 6O 10S 2计算值):C 42.965411 No.5 冯钟念等:新型S (N )?β?D ?葡萄糖苷?4?N ?(取代邻羟苯基)亚胺基? 的合成及生物活性
6411高等学校化学学报 Vol.34 (42.92),H3.76(3.74),N11.44(11.55).
2?N?(2′,3′,4′,6′?O?四乙酰基?β?D?吡喃葡萄糖基)?4?N?(5?氯邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4c):淡黄色粉末,产率22%,m.p.228~230℃.1H NMR(400MHz, CDCl3),δ:9.97(s,1H,OH),9.51(s,1H,N CH),7.51(dd,1H,J1=8.8Hz,J2=2.8Hz, Ar H),7.46(d,1H,J=2.4Hz,Ar H),7.09(d,1H,J=8.8Hz,Ar H),6.29(d,1H,J H1′?H2′= 9.2Hz,H1′),5.93(t,1H,J H2′?H1′=9.2Hz,J H2′?H3′=9.6Hz,H2′),5.48(t,1H,J H3′?H4′=J H3′?H2′=9.6 Hz,H3′),5.32(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6Hz,H4′),4.33(ddd,1H,J H5′?H6″=2Hz,J H5′?H6′= 4.8Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),4.22(dd,1H,J H6″?H5′=2Hz,J H6″?H6′=12.8Hz,H6″),4.10(dd,1H, J H6′?H5′=4.8Hz,J H6′?H6″=12.8Hz,H6′),3.13(s,3H,CH3),2.02,2.02,2.08,1.99(4s,12H, 4CH3CO);13C NMR(CDCl3,400MHz),δ:170.5,170.0,169.4,169.9,167.7,161.0,158.3, 142.2,142.2,139.3,135.6,132.1,130.3,119.5,116.7,82.5,74.8,73.6,68.8,67.7,61.6, 20.7,20.7,20.5,20.5,15.2;IR(KBr),~ν/cm-1:3450,2026,1748,1637,1560,1419,1230,1061, 673;元素分析(%,C26H27ClN6O10S2计算值):C45.67(45.71),H4.04(3.98),N12.18(12.30). 2?N?(2′,3′,4′,6′?O?四乙酰基?β?D?吡喃葡萄糖基)?4?N?(3,5?二溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑?3?硫酮(4d):淡黄色粉末,产率19%,m.p.224~226℃.1H NMR(400 MHz,CDCl3),δ:9.84(s,1H,OH),9.66(s,1H,N CH),7.56(s,1H,Ar H),6.96(d,1H,J= 2.4Hz,Ar H),6.10(d,1H,J H1′?H2′=9.6Hz,H1′),5.87(t,1H,J H2′?H1′=9.2Hz,J H2′?H3′=9.6Hz, H2′),5.47(t,1H,J H3′?H4′=9.2Hz,J H3′?H2′=9.6Hz,H3′),5.30(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6 Hz,H4′),4.36(dd,1H,J H6″?H5′=4.8Hz,J H6″?H6′=12.4Hz,H6″),4.22(dd,1H,J H6′?H5′=2Hz, J H6′?H6″=12.4Hz,H6′),4.05(ddd,1H,J H5′?H6′=2Hz,J H5′?H6″=4.8Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),3.03(s, 3H,CH3),2.13,2.11,2.10,2.08(4s,12H,4CH3CO);13C NMR(CDCl3,400MHz),δ:170.6, 170.1,169.5,168.9,167.8,165.5,161.2,158.8,142.1,138.4,138.2,129.3,122.0,115.1, 115.0,82.5,74.7,73.8,68.6,67.8,60.7,20.7,20.6,20.6,20.6,15.2;IR(KBr),~ν/cm-1: 3466,2026,1748,1636,1444,1307,1026,680;元素分析(%,C26H26Br2N6O10S2计算值):C38.76 (38.72),H3.27(3.25),N10.38(10.42).
3?S?(2′,3′,4′,6′?O?四乙酰基?β?D?吡喃葡萄糖硫基)?4?N?(邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5a):淡黄色粉末,产率50%,m.p.168~170℃.1H NMR(400MHz,CDCl3),δ: 9.85(s,1H,OH),8.88(s,1H,N CH),7.64~7.06(m,1H,J=12.8Hz,Ar H),7.48(d,1H, J=7.6Hz,Ar H),7.17(d,1H,J=8.4Hz,Ar H),7.11(t,1H,J1=J2=7.6Hz,Ar H),5.40 (d,1H,J H1′?H2′=10Hz,H1′),5.29(t,1H,J H2′?H1′=9.6Hz,J H2′?H3′=9.2Hz,H2′),5.18(t,1H, J H3′?H4′=10Hz,J H3′?H2′=9.6Hz,H3′),5.11(t,1H,J H4′?H3′=10Hz,J H4′?H5′=9.6Hz,H4′),4.27(dd, 1H,J H6″?H6′=12.4Hz,J H6″?H5′=4.8Hz,H6″),4.07(dd,1H,J H6′?H6″=12.4Hz,J H6′?H5′=2Hz,H6′), 3.76(ddd,1H,J H5′?H4′=9.6Hz,J H5′?H6″=4.8Hz,J H5′?H6′=2Hz,H5′),3.20(s,3H,CH3),2.11,2.05, 2.03,1.95(4s,12H,4CH3CO);13C NMR(CDCl3,400MHz),δ:172.4,170.3,169.9,169.5,169.3, 160.3,160.0,146.2,143.9,136.8,133.8,132.1,120.7,118.2,115.6,85.4,73.0,70.0,67.6, 61.4,59.3,20.7,20.7,20.6,20.5,15.1;IR(KBr),~ν/cm-1:3444,2026,1635,1558,1507,1456, 1418,518;元素分析(%,C26H28N6O10S2计算值):C48.18(48.14),H4.47(4.35),N12.88 (12.90).
3?S?(2′,3′,4′,6′?O?四乙酰基?β?D?吡喃葡萄糖硫基)?4?N?(5?溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2, 3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5b):淡黄色粉末,产率45%,m.p.170~172℃.1H NMR(400MHz, CDCl3),δ:9.86(s,1H,OH),8.86(s,1H,N CH),7.70(dd,1H,J1=8.8Hz,J2=2.4Hz, Ar H),7.61(d,1H,J=2.4Hz,Ar H),7.09(d,1H,J=8.8Hz,Ar H),5.38(d,1H,J H1′?H2′= 10Hz,H1′),5.30(t,1H,J H2′?H1′=J H2′?H3′=9.2Hz,H2′),5.20(t,1H,J H3′?H2′=J H3′?H4′=9.6Hz,H3′), 5.11(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6Hz,H4′),4.25(dd,1H,J H6″?H5′=4.8Hz,J H6″?H6′=12.8Hz,
H6″),4.10(dd,1H,J H6′?H5′=1.6Hz,J H6′?H6″=12.8Hz,H6′),3.74(ddd,1H,J H5?H6′=1.6Hz,J H5′?H6″=
4.8Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),3.21(s,3H,CH 3),2.14,2.06.2.04,1.97(4s,12H,4CH 3CO);13C NMR(CDCl 3,400MHz),δ:170.4,170.0,169.8,169.6,169.4,160.1,159.0,146.4,143.5,
139.0,134.6,132.0,119.9,117.5,112.4,85.5,73.4,70.0,67.6,61.4,58.4,20.6,20.6,20.5,20.5,15.1;IR (KBr ),~ν/cm -1:3455,2026,1637,1426,1403,1387,1074;元素分析(%,C 26H 27BrN 6O 10S 2计算值):C 42.96(42.92),H 3.79(3.74),N 11.47(11.55).
3?S ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖硫基)?4?N ?(5?氯邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5c):淡黄色粉末,产率44%,m.p.188~190℃.1H NMR (400MHz,CDCl 3),δ:9.84(s,1H,OH),8.90(s,1H,N CH),7.55(dd,1H,J 1=8.8Hz,J 2=2.4Hz,Ar H),7.50(d,1H,J =2.4Hz,Ar H),7.13(d,1H,J =8.8Hz,Ar H),5.37(d,1H,J H1′?H2′=10.4Hz,H1′),5.29(t,1H,J H2′?H3′=9.2Hz,J H2′?H1′=9.6Hz,H2′),5.19(t,1H,J H3′?H2′=J H3′?H4′=9.6Hz,H3′),5.11(t,1H,J H4′?H5′=10Hz,J H4′?H3′=9.6Hz,H4′),4.26(dd,1H,J H6″?H5′=4.4Hz,J H6″?H6′=8.4Hz,H6″),4.11(d,1H,J H6′?H6″=12.4Hz,H6′),3.75(dd,1H,J H5′?H6″=4.4Hz,J H5′?H4′=10Hz,H5′),3.22(s,3H,CH 3),2.13,2.05,2.04,1.96(4s,12H,4CH 3CO);13C NMR(CDCl 3,400MHz),δ:171.0,170.30,169.9,169.5,169.3,160.1,158.7,146.3,143.7,136.4,132.3,131.9,125.6,
119.8,116.5,85.7,73.4,70.0,67.5,61.3,20.7,20.7,20.6,20.5,15.1;IR (KBr),~ν/cm -1:3448,2026,1637,1560,1508,1388,1080;元素分析(%,C 26H 27ClN 6O 10S 2计算值):C 45.76(45.71),H 4.4.06(3.98),N 12.24(12.30).
3?S ?(2′,3′,4′,6′?O ?四乙酰基?β?D ?吡喃葡萄糖硫基)?4?N ?(3,5?二溴邻羟苯基)亚胺基?5?(4?甲基?1,2,3?噻二唑)?1,2,4?三唑(5d):淡黄色粉末,产率40%,m.p.176~178℃.1H NMR(400MHz,CDCl 3),δ:9.68(s,1H,OH),8.90(s,1H,N CH),7.66(s,1H,Ar H),7.06(d,1H,J =8.8Hz,Ar H),5.38(d,1H,J H1′?H2′=10Hz,H1′),5.29(t,1H,J H2′?H1′=J H2′?H3′=9.2Hz,H2′),5.19(t,1H,J H3′?H2′=J H3′?H4′=9.6Hz,H3′),5.11(t,1H,J H4′?H3′=J H4′?H5′=9.6Hz,H4′),4.25(dd,1H,J H6″?H5′=4.8Hz,J H6″?H6′=12.8Hz,H6″),4.08(d,1H,J H6′?H6″=12.4Hz,H6′),3.79(ddd,1H,J H5′?H6′=3.6Hz,J H5′?H6″=4.8Hz,J H5′?H4′=9.6Hz,H5′),3.20(s,3H,CH 3),2.13,2.05,2.04,1.96(4s,12H,4CH 3CO);13C NMR (CDCl 3,400MHz),δ:172.2,170.2,169.9,169.4,168.6,160.8,160.4,146.0,143.6,136.4,132.3,131.9,125.6,119.8,116.5,85.7,73.4,70.0,67.5,61.3,20.7,20.7,20.6,20.5,15.1;IR(KBr),~ν/cm -1:3466,2026,1636,1456,1372,1036;元素分析(%,C 26H 26Br 2N 6O 10S 2计算值):C 38.78(38.72),H 3.24(3.25),N 10.34(10.42).1.3 生物活性测试
根据美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)制定的方法,以氟康唑和三氯生作为对照药物,测定了目标化合物4a ~4d 和5a ~5d 对大肠杆菌(Escherichia coli )二金黄色葡萄球菌(Staphyloccous aureus )和白色念珠菌(Monilia albican )的最小抑菌浓度(MIC).测试步骤:(1)抗菌药物(4a ~4d,5a ~5d)贮存液的制备.用分析天平精确称取3.4mg 药物,溶解于10mL 稀释剂中配成浓度为256μg /mL 的药物贮存液,并于-60℃保存.(2)直接取培养18~24h 的菌落调配成0.5麦氏比浊标准的菌悬液.用MH 肉汤(真菌采用液体沙氏培养基)将上述菌悬液进行1∶1000(体积比)稀释后备用.在15min 内接种完配制好的接种物,并取一份接种物在非选择性琼脂平板上传代培养,以检查接种物纯度.(3)稀释抗菌药物的制备及菌液接种.取无菌试管(7mm×100mm)7支,每管加入MH 肉汤(真菌采用液体沙氏培养基)1mL,在第1管加入抗菌药物原液1mL 混匀,然后吸取1mL 至第2管,混匀后再吸取1mL 至第3管,如此连续倍比稀释至第7管,并从第7管中吸取1mL 弃去.然后在每管内加入上述制备好的接种物各1mL,使每管最终菌液浓度约为5×105CFU /mL.第1管至第7管药物浓度分别为64,32,16,8,4,2和1μg /mL.(4)将接种好的稀释管塞好塞子,置于37℃普通空气摇床中培养16~20h.真菌(白色念珠菌)置于28℃普通空气摇床中培养30~36h.(5)结果判断与解释.在读取和报告所测试菌株的MIC 前,应检查生长对照管的菌株生长情况是否良好,同时还应检查接种物的传代培养情7411 No.5 冯钟念等:新型S (N )?β?D ?葡萄糖苷?4?N ?(取代邻羟苯基)亚胺基? 的合成及生物活性
8411高等学校化学学报 Vol.34 况以确定其是否污染,质控菌株的MIC值是否处于质控范围.以肉眼观察,药物最低浓度管无菌株生长者,即为受试菌的MIC.
2 结果与讨论
2.1 关键中间体的合成
在合成中间体2时,在酸性条件下4?甲基?1,2,3?噻二唑?5?甲酰酰肼基二硫代甲酸钾盐先形成4?甲基?1,2,3?噻二唑?5?甲酰酰肼基二硫代甲酸,肼基上的孤对电子进攻C S上的碳脱去1分子H2S;在酸性条件下,亚胺进攻羰基上的碳后脱水得到目标产物,推测其关环机理如Scheme2所示.
Scheme2 Possible reaction mechanism of compound2
2.2 目标化合物的合成
反应温度和催化剂的种类及用量对该亲核取代反应的影响较大.实验发现,提高反应温度可以加快反应的进行;但温度过高会导致2,3,4,6?O?四乙酰基?α?D?溴代吡喃葡萄糖快速水解,使产率降低.以强碱(KOH)为催化剂时,可较高选择性地发生在 SH上,这是因为强碱有利于中间体硫负离子的形成,增强了其亲核性;而弱碱(Et3N)性条件不利于中间体硫负离子的形成,导致目标化合物5a~5d 的产率明显降低.若碱过量,可能使2,3,4,6?O?四乙酰基?α?D?溴代吡喃葡萄糖在碱性条件下部分水解,使总产率偏低.因此,该反应需控制氢氧化钾和化合物3a~3d的摩尔比为1.1~1.2∶1,反应温度为25~30℃.实验发现,邻羟苯基苯环上卤素取代对反应速率影响不大.
2.3 中间体及目标化合物的波谱分析
在目标化合物的红外光谱中,3450cm-1附近出现了较强的O H吸收峰;化合物4a~4d在1200~1300cm-1处出现C S的强伸缩吸收峰,证实1,2,4?三唑的2位N上的孤对电子与2,3,4,6?O?四乙酰基?α?D?溴代吡喃葡萄糖发生了亲核取代反应;化合物5a~5d在此处无C S的强伸缩吸收峰,证实该亲核取代反应发生在1,2,4?三唑的3位SH上;目标化合物在1400cm-1附近出现C N及C C吸收峰;在2026cm-1处出现1,2,3?噻二唑的N N吸收峰;同时,化合物在1500cm-1附近出现苯环的特征吸收峰.
在化合物的1H NMR中,中间体3a~3d存在烯醇式与硫酮式的互变异构体.由1H NMR谱图发现,化合物3a~3d在δ15附近出现NH质子峰,证实其纯品是以硫酮式结构存在.中间体中的亚胺结构(CH N)的氢质子峰出现在δ10附近,因受到邻羟苯基上5位取代基(如Cl和Br)的诱导效应和共轭效应共同影响而移向低场;而化合物中该质子峰出现在约δ9.00的较高场,这可能是化合物的空间位阻增大所致.化合物4a~4d和5a~5d的1H NMR谱中,在δ1.95~2.26处出现糖环乙酰基中氢的吸收和在δ4.00~6.30出现的多重峰均为糖环上氢的共振峰.本文合成的化合物4a~4d以及5a~5d 的C1 H为双重峰,且J1-2在9.2~9.6Hz,根据文献[21]报道可判断这些化合物均为β?差向异构体(α?异构体的J1-2=2.5~3.5Hz),即在进行糖苷化反应的过程中,反应高立体选择性得到β构型的产物,显示该反应为S N2历程,反应过程中发生了构型的转化(Walden转化).化合物4a~4d与5a~5d
在1H NMR 上的区别主要体现在糖环1位上,化合物4a ~4d 的糖环1位上的H 出现在δ5附近,而化合物5a ~5d 的则出现在δ6附近,这主要是由于硫原子比氮原子电负性强,导致其向低场移动.
在13C NMR 中,1,2,3?噻二唑5位上的甲基碳出现在δ15附近,而全乙酰化葡萄糖上的甲基峰为δ20附近的4个单峰,C O 峰为δ170附近的4个单峰,糖环上的碳峰出现在δ60~90附近,其余较
低场的峰为苯环以及三唑环上的碳吸收峰.
2.4 化合物的生物活性研究为了考察目标化合物中不同卤素取代基及N ?糖苷和S ?糖苷分别对化合物生物活性的影响,以氟康唑和三氯生作为对照药物,测定了目标化合物(4a ~4d 和5a ~5d)对大肠杆菌(Escherichia coli )二金黄色葡萄球菌(Staphyloccous aureus )和白色念珠菌(Monilia albican )的最小抑菌浓度(MIC).MIC 值测 Table 1 Minimum inhibitory concentration (MIC )values of
compounds 4a 4d and 5a 5d
Compound
MIC /(μg四mL -1)Escherichia coli Monilia albican Staphyloccous aureus 4a 6432164b
321684c 321684d
16845a 6432165b
321685c 321685d 16
84Triclosan *2324Fluconazole *128216 *As the comparison compound.定结果见表1.根据体外抑菌数据初步研究了化合物的构效关系.结果表明,目标化合物对3种菌都有明显的抑菌活性,N ?糖苷及S ?糖苷对上述菌珠的抑菌效果没有差别.同时,邻羟苯基苯环上的卤素取代能有效提高目标化合物的抗菌活性,其中化合物4b ~4d 和5b ~5d 的抑菌活性高于化合物4a 和5a,证实该苯环上含Cl 和Br 等卤素基团的化合物抑菌效果更优.随着苯环上
溴原子个数的增加,其抑菌活性明显提
高,证实溴原子的存在可有效增加对3种菌株的抑菌活性,这与本组的前期工作[22]所得结论一致.其原因可能是卤原子的引入改善了化合物与细菌特异性靶标的亲合性,且卤原子上的孤对电子能参与共轭,有利于整个分子的电子云分布离域化,从而提高抑菌活性.综合分析化合物的抑菌效果可知,此类化合物对真菌和革兰氏阴(阳)性细菌具有极强的抑菌活性,有望发展成为高效抗真菌和抗革兰氏阴(阳)性细菌的抗菌剂,且芳环上卤原子尤其是多Br 原子的引入有利于抑菌活性的提高.
参 考 文 献
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Synthesis of Novel S(N)?β?D?Glucosides of4?N?(Substituted?
2?hydroxyphenyl)?imino?5?(4?methyl?1,2,3?thiadiazol?5?yl)?2H?
1,2,4?triazole?3?thiones and Their Antibacterial Activities
FENG Zhong?Nian,LU Jun?Rui*,XIN Chun?Wei,LI Jian?Fa,BAO Xiu?Rong,ZHANG Tong?Tong
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin300384,China) Abstract Eight novel S(N)?β?D?glucosides were synthesized by glycosylation of4?N?(substituted?2?hydroxy?phenyl)?imino?5?(4?methyl?1,2,3?thiadiazol?5?yl)?2H?1,2,4?triazole?3?thiones(3a 3d)with bromo?2,3,4, 6?tetra?O?acetyl?α?D?glucopyranoside in acetone in the presence of potassium hydroxide.The structures of all compounds were confirmed by IR,1H NMR and13C NMR spectra.The preliminary bioassay showed that all target compounds possessed efficient antibacterial activities on Staphylococcus aureus,Monilia albican and Escherichia coli,which is close to or better than the controlled drugs(triclosan and fluconazole).Especially the compounds2?N?(2′,3′,4′,6′?tetra?O?acetyl?β?D?glucopyranosyl)?4?N?(3,5?dibromo?2?hydroxyphenyl)?imino?5?(4?methyl?1,2,3?thiadiazol?5?yl)?1,2,4?triazole?3?thione(4d)and3?S?(2′,3′,4′,6′?tetra?O?acetyl?β?D?glucopyranosyl?thio)?4?N?(3,5?dibromo?2?hydroxyphenyl)?imino?5?(4?methyl?1,2,3?thiadiazol?5?yl)?4H?1,2,4?triazole(5d)have strong antibacterial activities in vitro.
Keywords 1,2,4?Triazole;Glucoside;Synthesis;Antibacterial
(Ed.:P,H,N,K)
β-葡萄糖苷酶
β-葡萄糖苷酶的研究 1837年，Liebig和Wohler首次在苦杏仁汁中发现了β-葡萄糖苷酶。β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)的英文名是β-glucosidase，属于水解酶类，又称β-D-葡萄糖苷水解酶，别名龙胆二糖酶、纤维二糖酶和苦杏仁苷酶。它可催化水解结合于末端非还原性的β-D-糖苷键，同时释放出配基与葡萄糖体。 β-葡萄糖苷酶广泛存在于自然界中，它可以来源于植物、微生物，也可来源于动物。β-葡萄糖苷酶的植物来源有人参、大豆等；微生物来源的报道较多，如原核微生物来源的有脑膜脓毒性黄杆菌(Flavobacterium meningosepticum)、约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsonae)等，真核生物来源的有清酒酵母(Candida peltata)、黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）等；β-葡萄糖苷酶的动物来源有蜜蜂、猪肝和猪小肠等。鉴于β-葡萄糖苷酶的研究广泛，本文对其一些研究进展进行讨论。 1 β-葡萄糖苷酶的分类 β-葡萄糖苷酶按其底物特异性可以分为3类：第一类是能水解烃基-β-葡萄糖苷或芳香基-β-葡萄糖苷的酶，此类β-葡萄糖苷酶能水解的底物有纤维二糖、对硝基苯-β-D-葡萄糖苷等；第二类是只能水解烃基-β-葡萄糖苷的酶，这类β-葡萄糖苷酶能水解纤维二糖等；第三类是只能水解芳香基-β-葡萄糖苷的酶，这类酶能水解对硝基苯-β-D-葡萄糖苷等类似物。 2 β-葡萄糖苷酶的提取、纯化及酶活测定方法 2.1 β-葡萄糖苷酶的提取方法 不同来源的β-葡萄糖苷酶，其提取方法也有所不同。动植物体及大型真菌中的糖苷酶一般需要对酶源进行组织捣碎，然后用缓冲液浸提。常用的缓冲液有磷酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液等。pH值一般选用酶的稳定pH值；提取温度适于低温，一般为4 ℃。利用微生物发酵法生产β-葡萄糖苷酶是β-葡萄糖苷酶的另一来源，一般微生物发酵都采用液态发酵。对于胞外酶来讲，发酵液即为粗酶液；对于胞内酶，则需对微生物进行细胞破碎，使其释放出β-葡萄糖苷酶。 2.2 β-葡萄糖苷酶的纯化方法 粗提的β-葡萄糖苷酶可采用硫酸铵沉淀或用乙醇、丙酮等有机溶剂沉淀等方法初步分离。β-
生物化学笔记-第二章 糖 类
第二章糖类 提要 一、定义 糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡 喃糖、糖苷、手性 二、结构 1.链式：Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib 2.环式：顺时针编号，D型末端羟甲基向下，α型 半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。 3.构象：椅式稳定，β稳定，因其较大基团均为平 键。 三、反应 1.与酸：莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。 2.与碱：弱碱互变，强碱分解。 3.氧化：三种产物。 4.还原：葡萄糖生成山梨醇。 5.酯化 6.成苷：有α和β两种糖苷键。 7.成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。 四、衍生物 氨基糖、糖醛酸、糖苷 五、寡糖 蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构 六、多糖 淀粉、糖原、纤维素的结构 粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解 七、计算 比旋计算，注意单位。 第一节概述 一、糖的命名 糖类是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。 由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。 实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式，而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久，一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖，而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。 二、糖的分类 根据分子的聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。也可分为：结合糖和衍生糖。 单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖，果糖都是常见单糖。根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。 寡糖由2-20个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水，多数有甜味。 多糖由多个单糖（水解是产生20个以上单糖分子）聚合而成， 又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成，杂聚多糖由两种以上单糖构成。 糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚 多糖。如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。 由单糖衍生而来，如糖胺、糖醛酸等。 1.分布糖在生物界中分布很广，几乎所有的动物，植物，微生物体内都含有糖。糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，动物干重的2%。糖在植物体内起着重要的结构作用，而动物则用蛋白质和脂类代替，所以行动更灵活，适应性强。动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳，其形体大小受到很大限制。 在人体中，糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。糖原代谢速度很快，对维持血糖浓度衡定，满足机体对糖的需求有重要意义。(2)以葡萄糖形式存在于体液中。细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式，它作为细胞的内环境条件之一，浓度相当衡定。(3)存在于多种含糖生物分子中。糖作为组成成分直接参与多种生物分子的构成。如:DNA分子中含脱氧核糖，RNA和各种活性核苷酸(ATP、许多辅酶)含有核糖，糖蛋白和糖脂中有各种复杂的糖结构。 2.功能糖在生物体内的主要功能是构成细胞的结构和作为储藏物质。植物细胞壁是由纤维素，半纤维素或胞壁质组成的，它们都是糖类物质。作为储藏物质的主要有植物中的淀粉和动物中的糖原。此外，糖脂和糖蛋白在生物膜中占有重要位置，担负着细胞和生物分子相互识别的作用。 糖在人体中的主要作用:(1)作为能源物质。一般情况下，人体所需能量的70%来自糖的氧化。(2)作为结构成分。糖蛋白和糖脂是细胞膜的重要成分，蛋白聚糖是结缔组织如软骨，骨的结构成分。(3)参与构成生物活性物质。核酸中含有糖，有运输作用
常用表面活性剂用途特性及简称
常用表面活性剂用途特性及简称阴离子表面活性剂 简称全称用途 AES-2EO-70 十二烷基醇聚氧乙烯 醚硫酸钠 优良的去污、乳化和发泡性能，做香波、浴液、餐洗等发泡剂、洗涤 剂（70表示含量70%，含水等30%） AESA-70 十二烷基硫酸铵具有优良的去污、乳化及耐硬水性能，泡沫细腻丰富，性能温和，做香波、浴液、餐洗等发泡剂、洗涤剂 K12A-70 十二烷基硫酸铵低刺激性阴离子表面活性剂，优良的去污能力。用于香波、沐浴液、洗涤灵、清洗剂（含量70%） K12A-28 十二烷基硫酸铵低刺激性阴离子表面活性剂，优良的去污能力。用于香波、沐浴液、洗涤灵、清洗剂（含量28%） K12 十二烷基硫酸钠优异的去污、发泡剂、乳化剂，用于香波、洗涤剂磺酸十二烷基苯磺酸去污力强，泡沫丰富，用于洗涤剂TEXAPHONT 42 月桂基硫酸三乙醇胺香波、泡泡浴、清洗剂（特殊玻璃清洗剂） SAS60 仲烷基磺酸钠具有良好的去污和乳化力，耐硬水和发泡力好，生物降解性极佳，系绿色表面活性剂，应用于香波、餐洗等洗涤剂（含量60%） SCI65 SCI85 脂肪醇羟乙基磺酸钠良好的皮肤相容性，良好的护肤性能及其温和，即洗发用品中可使皮肤柔软光滑，保持水分，头发易于梳理 Medialan LD30 N-月桂酰肌胺酸钠 具有良好的泡沫和润湿能力，耐硬水，良好的毛发亲和性，极温和， 与各种表面活性剂配伍极强，用于香波、婴儿香波、浴液、洗面奶， 剔须膏和牙膏 Hostapon CT 椰子酰甲基牛磺酸钠具有良好的去污和乳化性能，泡沫性良好，耐硬水，极温和，与各种表面活性剂配伍极强，用于洗面奶、泡沫浴、香波等 Hostapon CLG N-月桂酰基谷胺酸钠 具有良好的泡沫和润湿能力，耐硬水，良好的毛发亲和性，极温和， 与各种表面活性剂配伍极强，用于香波、婴儿香波、浴液、洗面奶、 剔须膏和牙膏 Ganapol AMG 酰胺基聚氧乙烯醚硫 酸镁 用于婴儿和温和香波、沐浴制品、洗面奶和极温和清洁化妆品 Sandopan LS-24 月桂醇聚氧乙烯醚羧 酸钠 具有良好的去污和乳化性能，泡沫性良好，耐硬水，极温和，与各种 表面活性剂配伍极强，用于洗面奶、泡沫浴、香波等 MAP-85 十二烷基磷酸酯医用级，乳化，由于其溶解特性，需于KOH，铵盐中和，泡沫丰富而细腻 MAP-K 十二烷基磷酸酯钾盐优良的乳化、分散、洗涤、抗静电性，温和无刺激，配伍性好，对头发有明显润泽作用，用于洗面奶、香波、浴液中，泡沫稠密、稳定，洗后皮肤润泽 MAP-A 十二烷基磷酯酯三乙 醇胺 优良的乳化、分散、洗涤、抗静电性，温和无刺激，配伍性好，对头 发有明显润泽作用，用于洗面奶、香波、浴液中，泡沫稠密、稳定， 洗后皮肤润泽 MES 十二醇聚氧乙烯醚磺 基琥珀酸酯二钠 性能温和，有效降低其它表面活性剂的刺激性，泡沫丰富，有乳化分 散、增溶能力，配伍性好，用于婴儿香波、洗面奶、浴液
葡萄糖苷酶抑制剂筛选方法
葡萄糖苷酶抑制剂筛选方法 α-葡萄糖苷酶抑制剂是一类以延缓肠道碳水化合物吸收而达到治疗糖尿病的口服降糖药物。其作用机制为：竞争性抑制位于小肠的各种α-葡萄糖苷酶，使淀粉类分解为葡萄糖的速度减慢，从而减缓肠道内葡萄糖的吸收，降低餐后高血糖。 α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选的原理是：对-硝基苯酚-α-D-葡萄糖苷(pNPG)作反应底物；该底物是无色的。经α-葡萄糖苷酶水解后可以释放出对-硝基苯酚(pNP)，pNP在碱性条件下是黄色的，因此可以通过测定410nm处的吸光度反应出pNP的浓度(吸光度与pNP浓度成正比关系)。吸光度越小，说明pNP的浓度越小，即酶被抑制的程度越大。 设不加样品时，测得的吸光度为c0, 加样品后测的吸光度为c1. 那么酶的抑制率可通过1-c1/c0计算出来。 一实验试剂： α-Glucosidase(α-葡萄糖苷酶)、4Nitrphtnylα-D-glucopyranoside(4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷)（PNPG）、Acarbose(阿卡波糖) 均购自Sigma公司，无水Na2CO3、Na2HPO4、KH2PO4等, 均为分析纯。水为超纯水。苦瓜提取物。 二实验器材： Bio Tek酶标仪、电子天平、Eppendorf的移液器、pH计、酶标板、恒温水浴器 三实验方法： （一） 试剂配制 （1）pH值6.8的0.1 mol/L磷酸缓冲液 分别配制0.1 mol/L Na2HPO4和KH2PO4(13.6 g配成1L)，用这两种溶液混匀互调pH 值至6.8即得0.1 mol/L磷酸缓冲液 （2）用pH值6.8的0.1 mol/L磷酸缓冲液配制0.26 U/mlα-Glucosidase （3）底物(PNPG)用pH值6.8的0.1 mol/L磷酸缓冲液配制成浓度为5 mmol/L (1.505mg/ml) （4）反应终止液：0.2 mol/L Na2CO3。 （5）阳性药的配制：精密称取阿波卡糖样品，以磷酸缓冲液为溶剂溶解，配成10 mg/ml 的浓度。 （二） 实验方法 1. 各浓度药液按每孔50 μL加入酶标板，每浓度设三复孔。另设一药物对照孔、空白反应孔及空白对照孔。然后向药物反应孔和空白反应孔加入50 μL 0.26 U/mL的 -葡萄糖苷酶，其他组加50 μL 磷酸缓冲液，经此步骤后，各孔的组成为： 药物反应孔：50 μL药液+ 50 μL酶 药物对照孔：50 μL药液+ 50 μL磷酸缓冲液 空白反应孔：50 μL磷酸缓冲液+ 50 μL酶 空白对照孔：50 μL磷酸缓冲液+ 50 μL磷酸缓冲液 上述反应体系在微型振荡器上震荡30秒，置于恒温37 o C水浴中孵育10min。
手性表面活性剂研究进展
手性表面活性剂的研究进展 摘要：简介手性表面活性剂的分类、结构，重点综述胆汁盐类、皂苷类手性表面活性剂的研究与应用，以及氨基酸型、季铵盐型、烷基糖苷型和松香型手性表面活性剂的合成与研究现状。 关键词：手性表面活性剂；进展；手性分离；立体合成 手性表面活性剂(chiral surfactant)是指一类性质上具有一般表面活性剂特性——具有油水两亲性，结构上含有手性中心的手性分子。由于分子结构中有手性中心的存在，该类表面活性剂具有良好的区域选择性、不对称催化能力和手性识别能力。尤其是在特定的手性拆分中的手性识别能力，使得手性两亲分子在立体选择性合成和手性药物分离领域逐渐成为一大热点。此外，近年来，在无机材料科学方面，利用手性表面活性剂合成无机介孔材料的研究也有迅速的进展。 随着医药科学和材料科学等领域的发展，手性表面活性剂由于其独特的分子结构特性而具有的不可替代性使得它的需求日益增加，因而引起了化学、材料等学科对手性表面活性剂的普遍关注。 目前获得手性两亲分子的途径还比较少，而且只局限于应用已有的手性源来合成，因此手性表面活性剂的类型并不多。主要可从来源分为天然手性表面活性剂和合成手性表面活性剂两大类。 1.天然手性表面活性剂 天然手性表面活性剂可细分为胆汁盐类和皂苷类两类。 1.1胆汁盐(Bile salts)类 胆汁（酸）盐类手性表面活性剂属于阴离子表面活性剂，具有光学活性，可用于手性对映体的拆分，最早由Terabe等[1]在1989年应用在几种氨基酸和药物的胶束电动色谱（MEKC 法）手性分离中。其基本结构式如图1，主体结构由四个饱和稠环构成。表1列举了几种常见的胆汁盐类手性表面活性剂。 图1 胆汁盐类结构式 表1 几种常见的胆汁盐类手性表面活性剂
a-糖苷酶抑制剂
种类 天然α-葡萄糖苷酶抑制剂（glucosidase inhibitor）主要源于动物、植物、微生物，目前已上市并在临床上应用的α-葡萄糖苷酶抑制剂类降糖药主要有：拜唐苹（阿卡波糖），每片50毫克（德国拜耳）；卡博平（阿卡波糖），每片50毫克（中美华东）；倍欣（伏格列波糖），每片0.2毫克（天津武田）；奥恬苹（米格列醇，miglitol），每片50毫克（四川维奥）。其中拜唐苹及卡博平为医保药物，倍欣与奥恬苹尚未进入医保目录。 拜唐苹：（阿卡波糖），Acarbose 特点：由白色放线菌属菌株发酵而成，为德国拜耳公司出品，仅有微量原形或分解产物为人体吸收，绝大部分经肠道排出。 规格：50毫克/片 剂量：150~300毫克/日 副作用：消化道反应：肠鸣，腹胀，恶心，呕吐，食欲减退，偶有腹泻，一般两周后可缓解，必要是可减量。 倍欣：（伏格列波糖），V oglibose 特点：由日本武田药品有限公司生产，通过抑制α- 葡萄糖苷酶，延缓双糖（淀粉在淀粉酶作用下水解为双糖）在α- 葡萄糖苷酶作用下分解为单糖，延缓葡萄糖与果糖的吸收速度，从而降低餐后血糖。 规格：0.2毫克/片 剂量：0.6毫克/日 副作用：同拜糖平。 编辑本段 作用机制 食物中的淀粉（多糖）经口腔唾液、胰淀粉酶消化成含少数葡萄糖分子的低聚糖（或称寡糖）以及双糖与三糖，进入小肠经α- 葡萄糖苷酶作用下分解为单个葡萄糖，为小肠吸收。在生理的状态下，小肠上，中、下三段均存在α- 葡萄糖苷酶，在服用α- 葡萄糖苷酶抑制剂后上段可被抑制, 而糖的吸收仅在中、下段，故吸收面积减少，吸收时间后延，从而对降低餐后高血糖有益, 在长期使用后亦可降低空腹血糖, 估计与提高胰岛素敏感性有关。 编辑本段 作用特点 （1）抑制小肠上皮细胞表面的α-糖苷酶。药物与酶的结合时间大约是4～6小时，此后酶的活性可恢复。 （2）延缓碳水化合物的吸收，而不抑制蛋白质和脂肪的吸收。 α-葡萄糖苷酶抑制剂 （3）一般不引起营养吸收障碍。 （4）几乎没有对肝肾的副作用和蓄积作用。 （5）主要降低餐后血糖。 编辑本段 临床药效 （1）可显著降低糖耐量受损者发生2型糖尿病的危险。餐后血糖升高是糖耐量受损（IGT）
糖苷酶及其抑制剂的研究
糖苷酶及其抑制剂的研 究 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
糖苷酶及其抑制剂的研究 摘要：糖苷酶是生命体正常运转的关键性酶，糖苷酶抑制剂 可抑制糖苷酶的活性，阻断碳水化合物的分解，因此对一些 糖代谢紊乱性疾病如糖尿病、肥胖病等有临床应用价值。本 文研究了糖苷酶中的β－半乳糖苷酶、β－葡萄糖苷酶以及蔗 糖酶的抑制剂。重点研究了β－半乳糖苷酶的分子结构和活性 基团，并从结构出发筛选其抑制剂，发现此酶的抑制剂种类 较少且抑制活性较低。本实验采用混合交叉筛选法筛选了多 种金属离子和氨基酸对β－半乳糖苷酶的抑制作用，同时也筛 选了天然产物和合成化合物。 关键词：糖苷酶β－半乳糖苷酶β－葡萄糖苷酶蔗糖酶抑制剂的筛选混合交叉法 1、前言 糖苷酶和糖基转移酶不仅参与了体内碳水化合物的消化，而且是糖脂、糖蛋白生物合成中寡糖链的修剪酶，它对糖蛋白中寡糖链的形成极为重要；糖链的组成与结构是糖蛋白特异生物功能的识别
部位，因此糖苷酶活性对糖蛋白生物合成有关键作用，而后者又涉 及到免疫反应、神经细胞的分化、肿瘤的转移以及病毒和细菌的感染. 因此, 糖苷酶不仅是生命体正常运转的关键性酶,同时又是许多疾病的相关酶. 与病毒感染、癌症及一系列新陈代谢紊乱性疾病如 糖尿病、肥胖病有关。由于糖苷酶重要的生物学意义，糖苷酶抑制 剂的研究也引起了人们的极大兴趣。 糖苷酶抑制剂即是可抑制糖苷酶的活性，阻断碳水化合物的分解，抑制淀粉、麦芽糖、蔗糖转变成单糖；影响糖脂、糖蛋白生物合成中寡糖链的修剪；所以糖苷酶抑制剂不但对一些糖代谢紊乱性 疾病如糖尿病、肥胖病等有临床应用价值[1] ，而且可作为抗AIDS病毒[2]、抗鼠白血病毒[3]的潜在治疗试剂。 本论文重点研究了糖苷酶中的β－半乳糖苷酶 β－半乳糖苷酶（β－galactosidase）又称β－D－半乳糖苷水解酶，（β－D－galactosid- -e galacto-hydrolase ,EC.3.2.1.23）,商品名为乳糖酶（Lactase），它广泛存在于豆类及其他各种动植物体内和微生物中。它能够催化β－半乳糖苷化合物中的β－半乳糖苷键发生水解，还具有转半乳糖苷的作用。由于它具有糖苷键结构特 异性，可作为乳糖降解和双糖合成催化剂[4,5]，并有水解生物体内储存的多糖和半乳糖残基.引起血型转化等生理功能[6,7]而受到人们广 泛关注，成为生物化学和酶催化化学的重要研究课题。
配方原料
表活 癸基葡糖苷(APG 2000),是新型非离子表面活性剂APG 的一种，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，从植物中提取，刺激性低并且稳定，能降低其他表面活性剂的刺激性同时具有增稠的效果，增加保湿性。但清洁能力相对较弱，一般与其他表面活性剂复配使用。月桂基葡糖苷(APG1200),属于烷基糖苷类的表面活性剂，在烷基糖苷类中的清洁效果最好，起泡细腻，同时也比较温和，对皮肤和眼睛的刺激性也比较小。 APG 0810作为一种源自可再生植物原料的绿色环保表面活性剂，无毒、温和、不刺激，可完全生物降解。对眼睛无刺激、对皮肤有柔软作用，可广泛用于香波、浴液、洗面奶、洗手液等；还是儿童吹泡泡液的优良发泡剂。 烷基糖苷1214性能温和，对人体刺激小，对皮肤有柔软作用，对眼睛无刺激，具有良好的生态相容性，广泛适用于洗发香波、洗手液、洗面奶、沐浴露等化妆品和透明皂、洗衣液、洗洁精等日化洗涤剂等领域，特别是在孕婴化妆品领域得到了消费者认可。 椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-35),具有优良的溶解性和配伍性；有优良的发泡性和显著的增稠性；有低刺激性和杀菌性，配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性；具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中；是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分；在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂；还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等。 椰油酰甘氨酸钾(GCK-12K),由椰子油脂肪酸和甘氨酸（人体肌肤胶原主要成分）合成的阴离子表面活性剂，拥有平滑而富有弹性的泡沫，且泡沫量丰富、稳定；清洗后皮肤洁净不紧绷，有滑爽感，温和，与皮肤亲和力好；应用于婴儿清洁产品及浴后乳液、洗面奶、沐浴露、美容皂洗发水、护发素、牙膏、剃须膏、洁面啫喱、泡沫洁面乳、家用清洗剂等。在中性环境中发泡能力很强，易冲洗，洗感清爽，洗后有丝滑感、无黏腻感。 月桂酰谷氨酸钠、肉豆蔻酰谷氨酸钠、硬脂酰谷氨酸钠，这三种都是弱酸性的表面活性剂，区别只在于碳链的长短，适用于制作弱酸性氨基酸洁面膏。第一个是十二碳做出的膏体相对软，具有珠光效果。第二个是十四碳做出的膏体较硬，更接近皂基体系。第三个是十八碳，做出的膏体最硬，且最接近皂基体系。 椰油脂肪酸酰基谷氨酸二钠、椰油脂肪酸酰基谷氨酸三乙醇胺都是液体的，胺盐比钠盐更温和，这两款均推荐用于洗发、沐浴产品中。椰油脂肪酸酰基谷氨酸二钠呈弱碱性，肉豆蔻酰谷氨酸钠呈弱酸性。椰子油脂肪酸酰基甘氨酸钾在配方中的使用相当普遍，甘氨酸是人体肌肤胶原的主要成份特别适用于面部清洁产品。可以得到平滑而富有弹性的泡沫，且泡沫量丰富、稳定；使用后不紧绷，有滑爽感；在中性－碱性体系中发泡力良好、与肥皂兼容性好，使用安全，刺激性低。 月桂酰肌氨酸钠良好配伍，可降低阴离子表活的刺激性，用量5-30% 月桂酰基丙氨酸钠具用优良的发泡能力，与其他表面活性剂的配伍性更好。 硬酯酰甘氨酸钠不仅具有很好的乳化能力，也是优良的抗菌防腐剂，具用较宽的抗菌谱。月桂酰谷氨酸钠是由天然来源的脂肪酸与谷氨基酸钠缩合而成一种具有优秀的发泡性能的氨基酸型的表面活性剂。能与阴、阳、非离子和其它两性表面活性剂配伍，具有温和的清洁和滋润效果。它与皮肤同样的弱酸性，使皮肤触感舒适，柔润；适用于固状体、液状体、膏状、粉末状等各种形态的商品。月桂酰谷氨酸钠比十二烷基硫磺酸钠对皮肤刺激性小，无光毒性和过敏性，作洗涤剂除溶解度适宜，起泡性好外，它在洗净时具有独特的润湿性。适用于中高档洗面奶、纯氨基酸洁面皂、洁颜粉，氨基酸洗发水等产品中。 硬脂酰谷氨酸钠是天然来源的脂肪酸与谷氨基酸钠缩合而成一种氨基酸型的乳化剂。具有温润、柔滑触感，对微生物具有优良的抑制能力，适用于W/O、O/W乳化配方。
生化计算
计算题 一：计算题 1.有一个10.0g的糖原样品,经过甲基化和水解后能产生6mmo1的2,3-二-O-甲基葡萄糖。求:
(1)出现在1一6分支点上的葡萄糖残基的百分数。
(2)每个支链上葡萄糖残基的平均数。
(3)产生了多少毫摩尔的2,3,6-三-O-甲基葡萄糖?
(4)如果此糖原的相对分子质量是2×，,它所含葡萄糖残基数是多少? 2.大肠杆菌糖原的样品25mg,用2ml 1mol/L水解。水解液中和后,再稀释到10ml。最终溶液的葡萄糖含量为2.35mg/ml。分离出的糖原纯度是多少? 3.已知α-D-半乳糖的为+150.7°,β-D-半乳糖的为+52.8°。现有一个D-半乳糖溶液,平衡时的为+80.2°,求此溶液中α-和β-D-半乳糖的百分含量。 4.将80ml新配制的10％α-D-葡萄糖溶液与20m1新配制的10％β-D－葡萄糖溶液混合,试计算：
(1)此混合液最初的比旋光度(α-D-葡萄糖＝+112.2°,β-D-葡萄糖＝+18.7°)。
(2)经过若干小时达到平衡后的比旋光度。
(3)将等浓度的50m1甲基α-D-葡萄糖苷和50ml甲基-β-D-葡萄糖苷混合,此混合液最初的比旋光度和经过若干小时后的比旋光度各为多少?(α-D-吡喃葡萄糖苷＝+158.9°,β-D-吡喃葡萄糖苷 ＝-34.2°)。 5.将30g由D-甘露糖和D-葡萄糖组成的多糖完全水解,水解液稀释到100m1,在10cm旋光管中测得稀释液的旋光度为+9.07°。计算多糖中D-甘露糖/D-葡萄糖的比值(α/β-D-葡萄糖的比旋光度为+52.7°,α/β-D-甘露糖的比旋光度为+14.5°)。 6.大多数动物细胞膜按重量计含60％的蛋白质和40％的磷脂(1)假定蛋白质的密度为1.33g/，而磷脂密度为 0.92g/，试计算膜的平均密度。
(2)若将一个膜物质的样品放在密度为1.05g/的NaC1溶液中离心，它将下沉还是上浮？
口服降糖药α-葡萄糖苷酶抑制剂(AGI)比较总结
口服降糖药α-葡萄糖苷酶抑制剂（AGI）比较总结 （阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇） 一、AGI家族成员 二、AGI作用机制比较 三、AGI抑酶谱差异比较 四、AGI药动学参数差异比较 五、AGI用法用量区别比较 六、AGI降糖差异比较 七、患者用药注意事项 八、AGI常见不良反应比较 九、AGI特殊注意事项比较 α-葡萄糖苷酶抑制剂（AGI）是一种临床常用的口服降糖药，但它到底是一种怎样作用的降糖药物，不同的AGI之间又有怎样的区别呢？今天我们一起来了解一下。 一、AGI家族成员 常见的AGI包括阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇。认识他们从化学结构开始： 表1 阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇三药比较
图1 三药结构比较 二、AGI作用机制比较 糖类是人体最主要的供能物质。 食物中的糖包括多糖（淀粉）、双糖（包括麦芽糖、蔗糖等）、单糖（包括葡萄糖、果糖以及半乳糖）。 除单糖可以直接由小肠上皮细胞吸收入血外，其余均需经α-葡萄糖苷酶水解转化成单糖才能利用，也就是说如果抑制了α-葡萄糖苷酶活性就可以减少糖的吸收。 α-葡萄糖苷酶抑制剂的结构类似这些寡糖，能在寡糖与α-葡萄糖苷酶的结合位点与后者结合，可逆性抑制或竞争性抑制α-葡萄糖苷酶，减少寡糖分解为单糖，从而延缓肠道对单糖，特别是葡萄糖的吸收，使餐后血糖峰值渐变低平、波动减小，糖化血红蛋白（HbA1c）明显降低。如阿卡波糖，它是一种生物合成的假性四糖，其化学结构类似于四个葡萄糖结合成寡糖。 用药教育：
阿卡波糖等和碳水化合物（糖）化学结构相似，它会冒充碳水化合物，与肠道上水解碳水化合物的酶——α-葡萄糖苷酶结合，使真正的碳水化合物无法被水解，从而降低餐后血糖。 阿卡波糖等应在用餐前即刻整片吞服或与前几口食物一起咀嚼服用。如果饭后服用，α-葡萄糖苷酶已经与碳水化合物结合，或碳水化合物已被α-葡萄糖苷酶水解，阿卡波糖等将无法发挥降糖作用。 注意： α-葡萄糖苷酶是麦芽糖酶、异麦芽糖酶、α-临界糊精酶、蔗糖酶和乳糖酶等组成的一类酶的总称。 三、AGI抑酶谱差异比较 三种AGI最大的区别就是抑酶谱不同 表2 三药抑酶谱比较 阿卡波糖主要抑制蔗糖酶、葡萄糖淀粉酶及胰腺α-淀粉酶。 伏格列波糖主要抑制蔗糖酶和麦芽糖酶，且对这两种酶抑制活性远高于阿卡波糖，因不影响淀粉酶，食物中的淀粉在小肠转化为双糖，进入大肠的淀粉很少，故发生腹胀、排气增加等胃肠反应较少。 米格列醇对各种α-葡萄糖苷酶都有抑制作用，其中对蔗糖酶和葡萄糖淀粉酶抑制率最高，其原因可能是与葡萄糖结构更相似，更容易接近酶的
甲基葡萄糖甙文献汇总
甲基葡萄糖苷化学式 [1]刘岭,高锦屏,郭东荣. 甲基葡萄糖苷及其钻井液[J]. 石油钻探技术,1999,01:49-51. 综述了甲基葡萄糖苷的合成方法、理化性能以及甲基葡萄糖苷钻井液的性能及在墨西哥湾地区的应用情况。甲基葡萄糖苷钻井液是一种具有良好的润滑性、降滤失性及高温稳定性且无毒、易生物降解的新型水基钻井液,是油基钻井液的理想替代体系。该体系为解决钻井过程中井眼失稳和环境污染等问题提供了新的方法和途径。 实验结果表明,钻井液中的甲基葡萄糖苷可以吸附在泥页岩表面,形成一层半透膜,因而可通过调节甲基葡萄糖苷钻井液的水活度来控制钻井液与地层内水的运移,使页岩中的水进入钻井液,有效地抑制了页岩的水化膨胀,从而维持井眼稳定。 [2]王锐. 烷基糖苷与蒙脱土相互作用的研究[D].山东大学,2006. 线性膨胀实验方法： 称取10g处理过的钙质蒙脱土,在压片机上用10M压力维持5min,制得样品片,再用所配20ml溶液浸泡并在膨胀测试仪上测定浸泡过程中的线性膨胀高度,仪器自动记录膨胀高度随时间的变化,测定时间为8小时。 一、甲基葡萄糖苷（MEG） MEG合成步骤：
称取淀粉一定量放入烧杯中，然后加入定量甲醇，搅拌混合均匀，搅拌中滴入定量浓硫酸。然后加入到小型反应釜中，放置到滚子炉中在135℃反应2h，5h等不同时间（计时从温度达到135℃开始滚子炉在45min内达到135℃）。反应完成后，立即从炉中取出，用凉水冷却，得到产品。 不同浓度MEG的线性膨胀实验 文章中测量了浓度从5%-50%的MEG的线性膨胀曲线，从图6.2中可以看出MEG的最终膨胀高度,相比水来说并没有太大的变化,甚至比水的膨胀高度还要高,虽然在浓度达到40%以上的时候,经过8h后的膨胀高度明显降低,但从图中也可以看出,经过8h的时候,膨胀高度并没有达到平衡,这可能是由于MEG吸附在粘土矿物的层间,占据了一定空间,从前面MEG处理过的蒙脱土的XRD图中也可以看到MEG吸附在蒙脱土上之后,蒙脱土地层间距会变大,最终导致蒙脱土地最终膨胀高度没有太大变化,甚至比水的膨胀高度要大。从这个角度来看,利用线性膨胀的方法来评价MEG的抑制性,还有很大的不足之处。但我们还可以从图中得到另外一个信息,那就是,MEG溶液的初始膨胀高度要明显低于水的初始膨胀高度,并且随着浓度的增大,粘土的初始膨胀高度不断降低,粘上达到膨胀平衡需要的时间越来越长。这从一个侧面反映出了,MEG确实对粘土具有很强的抑制作用,并且随着MEG浓度的增加,这种抑制作用不断增强。 [3]丁彤伟,鄢捷年. 新型MEG钻井液体系的研究[J]. 石油天然气学报(江汉石油学院学报),2005,06:750-752+679.
烷基糖苷
烷基糖苷的合成进展及其应用现状 化工0802 章虎(2008010655) 关键词：烷基糖苷,合成,应用 概述： 综述了烷基糖苷的合成方法，介绍了近年来烷基糖苷的研究与应用进展及其生产状况，探讨了今后烷基糖苷的合成研究方向。 内容： 烷基糖苷(简称APG)，是二十世纪90年代开始工业化的一类新型的非离子表面活性剂。烷基糖苷由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基，在酸的催化下失去一分了水而得到的混合产物(单苷，二苷．三苷等，故又称烷基多苷)，其分子结构通式为RO(G)n，其中糖单元为亲水基，长链或支链的烷烃为亲油基。烷基糖苷是吸潮固体，纯净的烷基糖苷为白色粉末，工业品中由于含有杂质而呈淡黄色或浅黄色。烷基糖苷溶于水，产品一般制成50～70％的水溶液。 与其他表面活性剂相比，烷基糖苷表面活性剂具有表面张力低、去污力强、碱性环境中稳定、复配性能极佳等特点，而且对皮肤刺激性小、毒性低，同时由于其以葡萄糖和脂肪醇制备，故生物降解性好，对环境无污染。其性能优越，极具发展潜力，广泛应用于洗涤、化妆品、食品等工业领域。作为一种绿色环保的新型表面活性剂，近年来，有关烷基糖苷的研 究日益成为表面活性剂最为活跃的研究领域和开发重点之一[1。2]。 1、烷基糖苷的合成及精制 烷基糖苷的合成方法见于报道的很多。目前，常见的合成方法有转糖苷
化法和直接苷化法等，其中转糖苷化法业已大规模工业化生产。 1．1转糖苷化法 转糖苷化法也称二步法，首先由葡萄糖和低碳醇反应生成低碳链糖苷，再由低碳链糖苷和高碳醇进行醇交换反应生成高碳链糖苷。此法较好地解决了原料间葡萄糖和高碳醇的相溶性问题，使合成比较易于实现，而且能克服直接苷化法过程中产生焦糖的缺点，但工艺复杂，且低碳苷与高碳苷的转化一般都不会很完全。目前用转糖苷化法合成烷基糖苷主要是研究对催化剂的改进上，其中使用效果较好的催化剂如下无机酸，如HC1、H：S0。和H，P04等；磺酸类催化剂，如对甲苯磺酸、烷基苯磺酸、对甲苯磺酸吡啶盐；此外还有固载杂多酸以及强酸型离子交换树脂等；也有采用两种酸或几种酸共同催化的。随着研究工作者的不断努力， 近年来有关转糖昔化法的研究取得了很大的进步。如宋春玲口1以甲基苯磺酸作催化剂、采用转糖苷化法合成烷基糖苷，考察了不同工艺条件对烷基糖苷产率的影响因素，结果表明影响烷基糖苷产率的主要因素为催化剂和葡萄糖的酉己料比。 1．2直接糖苷化法 直接糖苷化法也称一步法，是以葡萄糖和高碳脂肪醇为原料，在酸性催化剂作用下直接合成烷基糖苷的方法。在直接法合成工艺中，醇与糖直接发生缩醛化反应合成糖苷，不需要引入低碳醇．降低了原料成本，工艺流程也更为简洁，且反应速度较快。相比转糖苷化法，直接糖苷化法工艺具有糖苷得率高、反应时间短、合成路线短、能耗小、易操作及成本低等优点。但由于葡萄糖与高碳醇的不溶性，所以这种合成方法的研究热点仍然是在对催化
磺酸型介孔材料催化合成甲基葡萄糖苷
．１ｌｉｌｌｅ２０１２?６８? 现代化工 Ｍｎｄ（、ｒｎＣｈｅｍｉｃａｌｌｎｃ］ｕｓｔｔ－、 第３２卷第６期 ２０１２年６月 磺酸型介孔材料催化合成甲基葡萄糖苷 魏莉，孙健，翟尚儒，王迎，赵吉祥，王少军 （大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连１１６０３４） 摘要：以甲醇和葡萄糖为原料，采用一步合成法合成甲基葡萄糖苷。以磺酸型介孔材料作为催化剂，借助扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、低温氮气吸附／脱附、热重分析等方法研究了材料的结构和性能。实验结果表明，催化剂用量为０．６ｇ，醇糖摩尔比为２８：１，反应温度为１１５℃，反应时间为２ｈ为最佳反应条件，此条件下合成产物的收率可达９５．６７％。同时使用Ｆｏｕｒｉｅｒ红外光谱仪对产物进行了表征。 关键词：甲醇；葡萄糖；介孔材料；合成 中图分类号：文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—４３２０（２０１２）０６—００６８一０３ ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅｃａｔａｌｙｓｅｄｂｙｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓＷＥＬｉ，ＳＵＮＪｉａｎ。ＺＨＡＩＳｈａｎｇ?ｒｉｇ，ＷＡＮＧＹｉｎｇ，ＺＨＡＯＪｉ—ｘｉａｕｇ，ＷＡＮＧＳｈａｏ—ｊｔ‘ｎ｝（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｇｈｔｌｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０３４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅｉｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｍｅｔｈａｎｏｌａｎｄｇｌｕｃｏｓｅｗｉｔｈｏｎｅｓｔｅｐｍｅｔｈｏｄ．Ｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄｔｙｐｅｍｅｓｏｐｏｒｏｕａｍａｔｅｒｉａｌｉｓｕｓｅｄａｓｃａｔａｌｙｓｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＴＥＭ），ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＮ２一ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ—ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓ（ＢＥＴ），ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧ）．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅａｒｅｓｈｏｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：０．６ｇｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔ．２８ｏｆｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｍｅｔｈａｎｏｌａｎｄｇｌｕｃｏｓｅ，“５℃ｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ２ｈｏｕｒｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅｃａｎｒｅａｃｈ９５．６７％．ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ（ＦＴ－ＩＲ）． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｈａｎｏｌ；ｇｌｕｃｏｓｅ；ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ 甲基葡萄糖苷的特定结构赋予了其产品的特殊性能，如甲苷钻井液在钻井过程中可避免钻具扭矩过大并防止压差卡钻等事故的发生，且不会对环境造成污染；用作聚醚、聚酯等多元醇合成中的起始剂；作为树脂调节剂，可以提高产品质量，降低成本；用于三聚氰胺甲醛、酚醛、脉醛等粘合剂的改性剂；在表面活性剂如洗涤剂、化妆品中应用也较为广泛¨“Ｊ。近年来，由于甲苷的应用性较强，其合成研究得到快速发展。目前烷基糖苷的制备主要有酶法、离子交换树脂法以及酸催化法口。Ｊ。由于酶法和离子交换树脂法在价格上高于酸催化法，所以工业上大多采用酸催化法。但是用液体酸催化存在酸对设备的腐蚀及分离等问题。而采用固体酸催化剂实现甲基葡萄糖苷的合成，不仅降低了对设备的腐蚀，同时使产物的分离更加容易。 笔者采用磺酸型介孔催化剂，借助多种测试手段对其结构进行表征悼ｑｊ。考察了反应时间、醇糖摩尔比、反应温度、催化剂质量等对反应的影响。通过催化剂循环使用实验，体现该体系合成甲苷的优势。 １实验部分 １．１磺酸型介孔材料的制备 在碱性催化剂（ＮａＯＨ）的作用下，适量的正硅酸乙酯、含氢硅油和巯基硅材料（巯基硅烷）按１５：１：１被加入到适量无水乙醇溶剂体系中，在室温下充分搅拌２４ｈ，待以上溶液充分反应后加入适量的水继续搅拌３ｈ。合成的溶胶在室温下老化，待溶胶变成凝胶后，在８０。Ｃ下加热干燥。得到的白色玻璃态固体用蒸馏水洗涤至中性。再将白色固体用适量的双氧水或浓硝酸氧化成磺酸功能化的介孔材料。 １．２实验方法 将一定比例的甲醇、催化剂加入反应器中，搅拌升温至所需温度，按比例分次加入葡萄糖，反应一段时问后判定反应终点。反应终点的判定方法采用ＤＮＳ还原糖检测法。反应达到终点后，将催化剂与反应液分离，滤液再经过减压蒸馏去除多余的甲醇，得到甲苷。用ＤＩＣＩＬＡＢＦＴＳ一２５ＰＣＦｏｕｒｉｅｒ红外光谱仪（ＦｒＩＲ）对甲苷进行分析。 １．３催化剂的表征 采用Ｈｉｔａｃｈｉ６００型场发射扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察样品的表观形貌。 采用ＰｈｉｌｉｐｓＣＭ２００ＦＥＧ高分辨透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）观测样品孑Ｌ道结构，加速电压为２００ｋＶ．． 收稿日期：２０１ｌ一１ｌ一２５ 作者简介：魏莉（１９７５一），女，博士研究生，主要从事环境友好催化剂方面的研究，ｌｕｃｙ—ｗｅｉｌｉ＠１６３．ｃａｌｌｌ。万方数据
β-葡萄糖苷酶的研究(中文)
β-葡萄糖苷酶的研究 来源：添加时间：2011/2/24 13:43:00 β-葡萄糖苷酶的研究 1837年，Liebig和Wohler首次在苦杏仁汁中发现了β-葡萄糖苷酶。β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)的英文名是β-glucosidase，属于水解酶类，又称β-D-葡萄糖苷水解酶，别名龙胆二糖酶、纤维二糖酶和苦杏仁苷酶。它可催化水解结合于末端非还原性的β-D-糖苷键，同时释放出配基与葡萄糖体。 β-葡萄糖苷酶广泛存在于自然界中，它可以来源于植物、微生物，也可来源于动物。 β-葡萄糖苷酶的研究 1837年，Liebig和Wohler首次在苦杏仁汁中发现了β-葡萄糖苷酶。β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)的英文名是β-glucosidase，属于水解酶类，又称β-D-葡萄糖苷水解酶，别名龙胆二糖酶、纤维二糖酶和苦杏仁苷酶。它可催化水解结合于末端非还原性的β-D-糖苷键，同时释放出配基与葡萄糖体。 β-葡萄糖苷酶广泛存在于自然界中，它可以来源于植物、微生物，也可来源于动物。β-葡萄糖苷酶的植物来源有人参、大豆等；微生物来源的报道较多，如原核微生物来源的有脑膜脓毒性黄杆菌(Flavobacterium meningosepticum)、约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsonae)等，真核生物来源的有清酒酵母(Candida peltata)、黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）等；β-葡萄糖苷酶的动物来源有蜜蜂、猪肝和猪小肠等。鉴于β-葡萄糖苷酶的研究广泛，本文对其一些研究进展进行讨论。 1 β-葡萄糖苷酶的分类 β-葡萄糖苷酶按其底物特异性可以分为3类：第一类是能水解烃基-β-葡萄糖苷或芳香基-β-葡萄糖苷的酶，此类β-葡萄糖苷酶能水解的底物有纤维二糖、对硝基苯-β-D-葡萄糖苷等；第二类是只能水解烃基-β-葡萄糖苷的酶，这类β-葡萄糖苷酶能水解纤维二糖等；第三类是只能水解芳香基-β-葡萄糖苷的酶，这类酶能水解对硝基苯-β-D-葡萄糖苷等类似物。 2 β-葡萄糖苷酶的提取、纯化及酶活测定方法 2.1 β-葡萄糖苷酶的提取方法 不同来源的β-葡萄糖苷酶，其提取方法也有所不同。动植物体及大型真菌中的糖苷酶一般需要对酶源进行组织捣碎，然后用缓冲液浸提。常用的缓冲液有磷酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液等。pH值一般选用酶的稳定pH值；提取温度适于低温，一般为4 ℃。利用微生物发酵法生产β-葡萄糖苷酶是β-葡萄糖苷酶的另一来源，一般微生物发酵都采用液态发酵。对于胞外酶来讲，发酵液即为粗酶液；对于胞内酶，则需对微生物进行细胞破碎，使其释放出β-葡萄糖苷酶。 2.2 β-葡萄糖苷酶的纯化方法 粗提的β-葡萄糖苷酶可采用硫酸铵沉淀或用乙醇、丙酮等有机溶剂沉淀等方法初步分离。β-葡萄糖苷酶的进一步纯化，往往是根据具体情况，采用多种方法逐步分离。目前分离β-葡萄糖苷酶的方法较多，其中离子交换柱层析和凝胶过滤柱层析两种手段结合使用最为普遍，多数是先离子交换柱层析，后用凝胶过滤柱层析。离子交换柱层析方法中常用的是阴离子交换层析，如DEAE阴离子交换层析；同时，阳离子交换层析法也有一定的使用。除上述两种分离方法外，也有其它层析方法用于分离β-葡萄糖苷酶，如使用疏水层析法和羟基磷灰石层析法等。此外，也有人采用双水相萃取和亲和层析的方法来分离β-葡萄糖苷酶，但关于这方面的研究报道较少。 2.3 β-葡萄糖苷酶活性测定方法 β-葡萄糖苷酶的活性测定方法很多，常见反应底物有对硝基苯-β-D-葡萄糖苷(pNPG)、纤维二糖、水杨苷等。由于酶与pNPG作用产生的对硝基苯可用分光光度法在400 nm处测定，方法简单、反应快速、反应活性大，所以大多数实验采用pNPG作为底物的分光光度法测定酶活性。由于测定葡萄糖含量的方法很多，也有人通过测定葡萄糖含量来确定酶活力。孙迎庆等用多种方法测β-葡萄糖苷酶活性，如以二糖或寡糖为底物，用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶测定产生的葡萄糖量的方法来确定β-葡萄糖苷酶活性；用水杨苷为底物，将水杨苷裂解为水杨醇和葡萄糖，然后将酶解产物中的水杨醇用4-氨基安替吡啉作显色剂显色，用分光光度法在515 nm下比色测定β-葡萄糖苷酶活性。 3 β-葡萄糖苷酶的酶学性质 不同来源的β-葡萄糖苷酶在氨基酸序列、分子量、比活力、等电点、最适反应pH值、pH值稳定性范围、最适反应温度和热稳定性范围上均有很大差别（见表1）。 3.1 β-葡萄糖苷酶的分子量大小 β-葡萄糖苷酶由于其来源不同，它们的相对分子量也可能不同，而且它们的结构和组成也有很大差异。β-葡萄糖苷酶的相对分子量范围一般在40～250 kDa之间，而其结构可能是由单亚基、双亚基或多亚基构成。此外，有的菌株本身含有胞内和胞外β-葡萄糖苷酶，因此，有时来源于同一菌株的β-葡萄糖苷酶是两种不同分子量酶的混和物，甚至是多种不同分子量酶的混合物。 3.2 β-葡萄糖苷酶最适pH值及pI值 目前很多的研究结果表明，β-葡萄糖苷酶为酸性蛋白酶，其最适反应pH值一般在3.0～7.0范围内，其中许多酵母、细菌的胞内β-葡萄糖苷酶的最适反应pH值接近6.0左右；一般β-葡萄糖苷酶的pH值稳定性范围较广，在pH值3.0～10.0范围内，糖苷酶的稳定性较好。对大部分β-葡萄糖苷酶而言，它们的pI值都在酸性范围，并且变化不大，一般在3.5～5.5之间。如来源蜜蜂的β-葡萄糖苷酶，其pI值接近4.5～4.8。 3.3 β-葡萄糖苷酶的最适反应温度和热稳定性 β-葡萄糖苷酶的最适反应温度为40～110 ℃。一般来说，来自古细菌的β-葡萄糖苷酶其热稳定性和最适反应温度要高于普通微生物或动