蒽及其衍生物:回顾应用程序

文摘

在这篇文献回顾中,我们报告的应用蒽衍生物和这些化合物的结构活性关系。蒽的发色团在发展中起着重要作用的有机光化学。蒽衍生物在许多领域都进行了广泛的调查,例如,材料化学、热变色或光致变色化学和有机发光装置。此外,蒽已经使用在光学、电子和磁开关。在生物系统中,蒽骨架化合物也有助于探索DNA乳沟。药用领域的蒽衍生物作为好anti-cancerous药物和它们对许多生物致癌。

关键字

蒽蒽,应用,化学活动

介绍

蒽简史

蒽是固体稠环芳烃组成的三个融合苯环。他研究过程中固体碳氢化合物,获得从煤焦油蒸馏、Fritzache 1866年发现蒽的饱和溶液接触阳光了无色晶形沉淀的生成蒽在融化。烃的适度参与结构理论的发展。蒽主要是转化为anthroquinone,染料的前兆。1901年,博翰发现aminoanthraquinone非凡的凝结了,导致阴丹士林和黄烷士林的形成。蒽,现在接近纪念仍为科学研究和实际应用提供了丰富的素材。

蒽及其衍生物的研究

蒽对L1210有明显的生物活性在体外肿瘤细胞(1]。Pseudourea是最早的例子之一anthracene-based药物进行临床试验(2据报道]和蒽本身是有效的针对特定的皮肤疾病(3]。平面、线性、蒽环的三环系统潜在的重叠与DNA碱基对(4]。蒽环的多功能化学提供了一个方便的路线准备一些密切相关的衍生品(5]。

蒽探测器吸收近紫外线地区适度和良好的荧光量子产量,这是有用的监测配体结合DNA通过光谱方法(6]。GC的DNA序列淬火蒽衍生物的荧光,在序列提高蒽基荧光,这提供了一个有用的标记来识别结合位点的性质(7]。蒽基探针有长寿的三重激发态,这可以用来诱导大量的DNA损伤和链解理(8- - - - - -10]。取代基在第9和第10蒽环的位置是战略定位这些占领时槽蒽一部分插入到螺旋(11]。anthracenedione的一部分也是进行氧化还原过程,可以直接产生细胞毒性效应(12]。有四种天然蒽即1,4,10-trimethoxyanthracene-2-carbaldehyde, (1, 4, 10-trimethoxy-2-anthracen-2-yl)甲醇,1、4、8、10-tetramethoxyanthracene 2-carbaldehyde, 1, 4, 10-trimethoxyanthracene-2-carboxylic酸和1,3-dimethoxy-2-methoxymethylanthraquinone,从木本植物中提取的Coussarea macrophylla(13]。

玉等人报道bis蒽基化合物及其DNA结合和乳沟的研究。bis蒽基化合物显示了mono绑定常数比蒽基化合物(14]。Tolpygin报道的光诱导电子转移效应氨基甲基蒽衍生物。氨基甲基蒽衍生物可能引起photo-induced激发态的电子转移在氮原子的孤对蒽片段,导致荧光猝灭的后者。相互作用的化合物与金属阳离子或质子抑制photo-induced电子转移,从而诱导强烈的荧光传感器(15]。Kraicheva报道蒽与氨基膦酸的生物活性。这些都是很有前途的抗癌剂。蒽衍生氨基酸为原料可能会特别感兴趣的这个方向考虑,DNA插入蒽环是某些细胞抑制剂药物的主要pharmacophoric片段16]。包含聚胺化合物Phanstiel等人报道了蒽。这些化合物表现出选择性药物输送(细胞表面蛋白)17]。不含金属的DNA裂开试剂Gobel和同事一直在研究,这些化合物被认为是安全代理的裂开P-O债券在核酸磷酸二酯,显示临床潜力(18]。有机小分子,如胍盐衍生物[19),环糊精衍生品(20.),二肽(21),特别是大环多胺(22),也被用作裂开核酸的代理人。蒽醌集团的细intercalator DNA,经常被采用在某些抗癌药物,如阿霉素、蒽环霉素、米托蒽醌和anthrapyrazoles [23]。Teilla等人报道,形成的化合物共扼cis, cis-triaminocyclohexane-Zn^{2 +}置入复杂(裂开一半)和蒽醌(一部分)通过一个烷基间隔导致DNA裂解效率相比增加了15倍cis, cis-triaminocyclohexane -锌^{2 +}复杂而蒽醌一半(24]。

玉等人报道,大环的聚胺bis-anthracene配合显示DNA结合和photocleaving能力高于相应mono-anthracene轭合物(14]。罗伊等人表现出致癌活性的苯并蒽衍生物在新出生的老鼠(25]。Fabbrizzi等人解释了氧化还原切换的蒽荧光通过CuII /崔夫妇。Lorente等人报道浓度依赖交互研究DNA和蒽衍生物[26]。

应用程序

致癌的活动

苯并蒽的致癌活性的结构活性关系多年来一直在研究[27]。7,12-dimethylbenzanthracene 1是更加活跃,产生的应变在分子的大部分12-methyl集团负责。因此,如果更多介绍了应变活动可能的结果。12-trimethylbenzanthracene纽曼等人合成了2,7日,这种化合物不表现出任何致癌活动因为甲基取代的1、2、3和5的位置7日12 - dimethylbenzanthracene,而甲基取代的4、6、9和10个位置产生活性化合物(28]。

基于一些最致癌的蒽化合物7-methylbenzanthracene 2, 7-bromomethylbenzanthracene 3, 4-chloro-7-bromomethylbenzanthracene 4, 7-bromomethyl-12-methylbenzanthracene 5。克分子数相等的所有这四个化合物剂量的注入新生的老鼠;观察到有增加肿瘤的风险开发与正常人之间控制老鼠(26]。

DNA Photo-cleavage

亚铜复杂的核酸酶活动的发现(苯酚的)2铜(I)由西格曼等人引发了一场激烈的调查旨在建立底层机制(s)的DNA裂解过程29日]。有趣的特性蒽基发色团是光化学反应和大型单线态激发态能量(76千卡每摩尔),可用于启动光反应和DNA。主要烷基胺已被证明与核苷酸进行光化学反应而导致DNA链断开。因此,(9-anthryl)氯化铵6高潜力DNA裂解研究[30.]。

基于一系列的化合物1,10-phenanthroline共价连接,2和9的位置,要么两个苯7、吖啶萘8日9或10生色团准备蒽。在这些吖啶和蒽衍生物被证明是好的DNA photocleavers (pH = 7.0, 22°C, 350海里),而苯和萘是不活跃的。吖啶化合物显示铜(II)之二photocleaving活动在微摩尔的浓度,而只有0.25μM蒽衍生物被要求完全分裂DNA。此外,CuCl2除了蒽衍生物的影响浓度。低浓度的这些化合物表现出裂开的活动就熄了通过添加金属盐,而在更高浓度活动增加(26]。

DNA结合的研究

绑定的研究小分子与脱氧核糖核酸(DNA)是重要的新的和更有效的药物设计中针对DNA (31日]。这是一个很有趣的工作调查绑定和小分子和生物分子之间的相互作用,特别是DNA (32]。由于生物体的DNA的重要功能,向小分子与DNA之间的相互作用的研究将有利于预防和治疗疾病33]。一般平面性被认为是一个重要的功能需要高效的插入到DNA螺旋[14]。因此大型平面疏水性蒽基一半有望促进夹层相对非极性的内部调查的DNA螺旋。亚甲基链11函数作为一个短间隔分开的发色团和电荷中心高于或低于蒽基平面的一部分。因此,当蒽基的一部分插入螺旋,阳离子电荷位置接近的DNA磷酸盐良好的静电相互作用。蒽基集团的强烈的吸收和荧光特性提供了一个敏感的光谱处理研究与DNA的相互作用。好看的电子振动的转换的蒽基发色团在300 - 400纳米区域的电子吸收光谱提供的光谱特征探测环境。这些转换的强度的变化可以用来解释的性质和强度叠加发色团和DNA碱基之间的相互作用。蒽基发色团的另一个有趣的特性是其光化学反应和其庞大的单线态激发态能量(76千卡每摩尔)。这些可以用来启动光反应与DNA (30.]。

bis-anthryl化合物与多个肽能带结构骨架,cyclen (1、4、7、10-tetraazacyclododecane)一部分介绍了提高水溶性和绑定对DNA的能力。12的DNA结合活性高而mono-anthryl化合物13具有类似结构发现的DNA结合常数bis-anthryl化合物100倍比monoanthryl化合物。另一方面,mono蒽基化合物显示了重大CG-selective DNA结合活性(34]。在水溶液中,imidazolium蒽调查表现出选择性荧光猝灭效应只有在DNA中各种阴离子包括核苷酸调查。这个探针进一步应用于监控DNase的活动(35]。

14蒽和芘15发色团附加polypyridyl配体及其混合配体钌配合物与DNA研究显示,这些配合物与DNA结合,主要在intercalative模式与温和的优势。苯酚的修改,特别是扩展的平面性配体和附加芳香生色团(antracene)将增加配合物与DNA的相互作用强度(36]。

氧化还原活性

蒽是强烈发光碎片和化学稳定性。transitoion金属基于蒽附加cyclam戒指16、17显示富人和多才多艺的氧化还原活性。荧光猝灭可以归结于一个电子转移过程的近似叔胺的氮原子激发态的tetraza环蒽的片段(37]。

Profatilova等人研究了氧化还原活性的化学传感器基于蒽基包含二元胺18日thiourease 19和20脲酶缺失和络合金属阳离子的存在在溶液中研究了循环和微分脉冲伏安法。氧化的化合物在考虑发生在一个或两个步骤涉及蒽基片段和捐赠一部分即。、氨基硫脲或尿素组。众所周知,蒽是通过形成一个稳定的可逆氧化自由基阳离子。类似的氧化模式是淬灭的报道,9日,10-bis (3-dithiol-2-ylidine) 9日10-dihydro蒽衍生物,含硫离子载体的氧化在大约0.35 V和蒽基的氧化峰是观察到1.62 V (38]。氧化电位从Rehm-Weller方程计算39]。

抗癌活性

蒽环霉素(蒽环霉素抗生素)21用于癌症化疗。这些蒽环霉素抑制DNA和RNA合成置入到碱基对之间的DNA / RNA链,从而防止快速生长的癌细胞的复制40]。后者anthracenediones代表两代类DNA intercalators显示伟大的抗肿瘤药物的临床前景41]。一个中间,6-bromomethyl-1 4-anthracenedione 22合成和转化为各种活跃的抗肿瘤药物,包括水溶性磷酸酯前药。根据他们的能力减少L1210和HL-60肿瘤细胞生存能力,1,4-dihydroxyanthraquinones 23不活跃,但1,4-anthracenediones 24有有趣的抗肿瘤活性42]。

化学

人们越来越兴趣近年来的发展和研究的化学发光信号(43]。不同的方法已经在化学传感器的设计,遵循大多数人包括阴离子结合位点的耦合与显色或fluorogenic信号子单元。然而,在大多数情况下颜色变化的非水溶剂,如氯仿或乙腈有相对较少的例子为阴离子传感在水溶液的化学传感器。另一种方法对阴离子识别阴离子传感方法是使用特定的反应由目标阴离子充分耦合信号事件。雷蒙氟化物等人描述了光学方法测定水样品中氟的具体攻击到二氧化硅的酸性博士的二氧化硅作为支持共价固定发色团或荧光团,然后,在溶液中氟的存在意味着破坏二氧化硅的支持和解放的有机分子的解决方案。蒽25的衍生产品也用于氟测定水样品中氟化物和硅之间建立特定的反应已经被开发和应用于实际样品(44]。

荧光

荧光(FL)化疗- /生物传感器收到了极大的关注,但由于其潜在的应用在化学、材料科学、生物学和医学(45]。蒽及其衍生物(46)构成一个非常有名的荧光团,已经广泛应用于开发FL传感器由于其优良的光致发光性能和化学稳定性47]。

荧光淬灭的行动是基于宠物(photo-induced电子转移)效应广泛应用于环境中的各种物质的测定。荧光系统,能够感知各种化学,环境,和生物学上重要的物种,是伟大的活期利息48]。大多数这些荧光传感器是三分量系统包括信号单元、客人绑定单元和连接器连接这两个单位。信号单元,称为荧光团,负责光的吸收和发射,客人绑定单元,称为受体,是至关重要的络合和decomplexation客人,和连接单元,称为间隔,通常扮演一个重要角色在建立荧光团和受体之间的电子通信。相比大量fluorophorespacer -受体系统用于传感碱和碱土金属离子,只有一些过渡金属离子的荧光传感器系统是描述在文献[49]。

蒽,4-amino-7-nitrobenzoxa[1,3]二唑(ANBD) 26根被选为荧光团组件由于其独特的吸收和发射特性。荧光信号的能力已经检查了好几碱、碱土金属、过渡、重金属盐。在碱金属和碱土金属离子的存在,结构不显示任何光谱变化。添加过渡金属盐会导致shortwavelength地区排放强度的增强,同时减少的长波长发射强度。从而提供一个波长比率计响应过渡金属离子(50]。

宠物首次进行阴离子荧光传感器设计的Czarnik et al .,使用类似的合成方法:在这种情况下,受体polyammonium离子和共价连接蒽荧光团。polyammonium亚基间的氢键相互作用和阴离子(如H₂阿宝₄^{- - - - - -})中断操作宠物机制,从而诱导蒽的增强发射(51]。最近,黄祖辉和同事使用更复杂的循环和多环polyammonium受体构建荧光分子传感器对多种阴离子52]。除了氢键可以方便地用于阴离子识别和荧光传感metal-ligand交互。(ZnII (tren)]^{2 -}复杂,(tren:三羟甲基氨基甲烷(2-aminoethyl)胺液)27为阴离子识别是一个有用的平台。金属复杂展品三方晶系的双锥体立体化学和维护一个空轴向位置,进一步协调配体,溶剂分子或离子(53]。

基于蒽开放28和29大环的受体作为荧光化学传感器的检测和传感生物重要的基质尿素极性溶剂CHCl越少₃,以及在极性溶剂CH₃CN。绑定常量值确定了尿素1.97×10⁶拥有高价值与尿素相比1.35×10⁶,受体作为好宠物传感器(54,55]。

结论

蒽的发色团在发展中起着重要作用的有机光化学。蒽衍生物在许多领域都进行了广泛的调查,例如,材料化学、热变色或光致变色化学,有机发光装置。此外,蒽用于光学,电子,磁性开关。在生物系统中,蒽骨架化合物也有助于探索DNA乳沟。药用领域的蒽衍生物作为好anti-cancerous药物和它们对许多生物致癌。

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