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新木脂素类化合物具有抗肿瘤、抗病毒、调节免疫、延缓衰老等效用,并在农业生产上应用广泛,由于结构简单,生物活性多样,且毒副作用低,其发展越来越受到人们的关注。其合成通常采用苯乙烯类衍生物之间C-C键的二聚反应来实现,目前为止,主流催化体系为过渡金属及其混合物(如Pd、Ni等),但存在价格昂贵,催化剂回收技术不成熟,毒性巨大、后处理复杂等缺点,因此本文设计研究一种新型催化体系,通过发现烷基苯基亚磷酸酯的良好催化性能,从而避免过渡金属的使用,以寻求构建一种环境友好、资源节约型的化学反应模式。本研究主要内容包括：
⑴开展了以α-细辛脑为底物的二聚模型探究反应。通过对催化剂的选择、催化剂的用量、反应温度、分子氧的影响及溶剂等5个因素的考察,建立了一种以苯基丁基亚磷酸酯/盐酸为主催化物,反应温度为30℃,反应时间为2小时,苯基丁基亚磷酸酯与底物的摩尔量比为2:1的无溶剂敞开体系作为苯乙烯衍生物系列自身二聚反应的新型催化体系。该催化体系的最大亮点在于以较简便的反应条件获得较高的收率。通过选择若干不同溶剂进行对比实验发现,当有溶剂存在时,收率较低且产率不稳定,最高的为使用DMSO时所得的82％,而在无溶剂存在时收率却可高达95％,且平行性较好。
⑵开展了在新型催化体系下的底物适合范围的筛选工作,以期通过分析构效关系,进一步探索该类二聚反应的影响因素及反应机理。第三章中,在本实验室已有相关苯乙烯类衍生物合成经验的基础上,一共合成了5个苯乙烯类衍生物和两个苯丙烯类衍生物52a～52g,并最终选定9种取代基种类、数量或位置不同的底物,进行其在新型催化体系下自身的二聚反应,得到7种二聚产物53a～53g,产物结构均已通过核磁氢谱及质谱确认。结果发现当底物含富电子取代基团时,其产物收率高达95％,而当底物(52h)含硝基等吸电子基团时,几乎监测不到反应产物的生成。
⑶将所合成的部分目标化合物进行了生物抗癌活性研究,以探索产物与抗癌活性间的构效关系。采用MTT法对5个二聚产物(53a～53d和53g)进行了体外细胞活性测试,供试瘤株为人子宫颈癌细胞(Hela)、人乳腺癌细胞(MCF-7)、人肝癌细胞(Bel-7402)、人肺癌细胞(A549),测试结果显示5个化合物对癌细胞均有一定的抑制生长活性作用,且以Bel-7402效果最为显著(IC50(μg/mL)范围在18.90～101.40之间)。据数据显示,甲氧基数量越多,产物抗癌活性越高,且当取代基种类与数目相同时,其位置离主链越远,抗癌活性越高,但对Hela细胞的作用效果均不在上述规律之列。随后单独对人体正常肝细胞(LO2)进行了细胞毒活性的测试,发现5个新木脂素类化合物对LO2也具有一定的毒作用,尤以53a最甚。
⑷经过系统研究,开发出了一种新型的苯乙烯类衍生物的催化体系—烷基苯基亚磷酸酯在酸性条件下的催化体系,这种体系可有效地催化苯乙烯类化合物自身的二聚反应,收率在68％～95％之间,并且经生物活性测试,所合成的新木脂素类化合物均具有良好的抗癌活性。