科技成果汇编:药学领域精选科技成果推荐
项目1:稳定手性氨基硫叶立德的设计及催化不对称合成
项目2:GPR39治疗慢性病理性痛的分子、细胞和环路机制
项目3:一种高效合成松香烷型二萜类天然产物的方法
项目4:绿色混合胶束液相色谱方法研究
项目一:稳定手性氨基硫叶立德的设计及催化不对称合成
1技术简介
左右手互为实物与镜像,但彼此不能重合,这种“非对称性”的特征称为手性。手性是自然界的基本属性,普遍存在于天然产物和生物活性分子中,在医药、不对称催化和功能材料等领域有着诸多应用。手性硫叶立德作为其中重要的一员,构型稳定的S-立体硫叶立德的分离和催化不对称合成,一直以来都是不对称合成领域的研究热点与重要挑战。
研究团队通过合理的底物设计,以相邻氮原子和环状硫化物的立体稳定作用为基础,成功实现了S-立体硫叶立德的稳定分离。随后,研究团队开发了一种铜/手性配体催化的对映选择性的分子间卡宾转移反应,以优异的收率和对映选择性完成了结构多样的S-立体氨基硫叶立德的高效合成。合成得到的高立体富集的氨基硫叶立德可进一步立体定向的转化为氨基硫叶立德氧化物或亚磺酰胺,在复杂分子合成和药物设计中具有潜在的应用前景。
该项研究显著拓展了手性硫叶立德化学的应用范围,为此前难以合成的S-立体氨基硫叶立德骨架的不对称合成提供了新的策略。在以后的研究过程中,研究团队将进一步探索这些手性硫叶立德及氨基硫叶立德氧化物在其他对映选择性转化中的应用,以及在药物化学和功能材料化学中的潜在价值。
项目二:GPR39治疗慢性病理性痛的分子、细胞和环路机制
1技术简介
慢性疼痛属于高发病,其发病率约占世界人口的1/3。目前中国至少有一亿以上的慢性疼痛患者。长期的疼痛不仅会严重影响患者的生活质量,而且会极大地增加抑郁、焦虑等情感障碍的患病风险,给患者、家庭和社会带来极大的负担。目前已知的镇痛药物不仅种类有限、治疗效果不够理想,而且毒副作用也较大,远远无法满足临床需求。因此,积极寻找有效的镇痛干预靶点,是目前神经科学领域的研究热点和难点。
很久以前人们就知道二价锌离子 (Zn2+) 具有良好的镇痛效果,但其镇痛机制却远不清楚。近年来的研究提示G蛋白偶联受体39 (G protein-coupled receptor 39; GPR39) 可能是Zn2+的内源性配体。但人们对GPR39在痛觉调控中的作用却知之甚少。
脊髓背角是传递、整合各种感觉信息的关键部位,其中包含很多不同的神经元类型。在本研究中,作者发现GPR39大量表达于Somatostatin阳性 (SOM+) 的脊髓背角神经元中。作者利用多种先进的形态学、分子生物学、光遗传学等实验技术,发现GPR39能够特异性与甘氨酸受体 (Glycine receptor; GlyR) 形成复合物,以不依赖G蛋白信号转导的方式,提高甘氨酸受体的突触抑制功能,阻滞痛觉信息从外周向中枢的传递。激动GPR39不仅能够抑制组织或神经损伤诱发的疼痛症状,而且能够有效缓解痛相关的厌恶情绪等。这一研究有可能为慢性疼痛的治疗提供一个新的可干预靶点。
项目三:一种高效合成松香烷型二萜类天然产物的方法
1技术简介
天然产物是新药创制的重要来源。在类型众多的天然产物中,萜类化合物结构类型最丰富,也具有重要的药用价值,代表性分子如具有抗肿瘤、抗炎和抗病毒作用的穿心莲内酯,具有抗癌活性的紫杉醇。同时,基于传统中药活性天然产物分子的深度开发和利用是我国中药现代化研究的重要思路和探索途径之一,典型的案例如青蒿素的发现和相关抗疟药物的研究。
松香烷型二萜类天然产物是萜类分子的重要组成部分,也是传统中药中重要的活性成分,这类分子通常具有6/6/6的核心骨架,其中C环为芳香环,并且在1、2、3、7等位点上有取代基(图1)。代表性的分子如具有抗SARS病毒和抗肿瘤的活性的sugiol,具有抗病毒活性的ferruginol,以及从中药流苏金石斛中分离得到的(±)-2,3-dihydroxy-15,16- dinor-ent-pimar-8,11,13-triene。由于上述分子通常自然来源稀缺,所以开发对应的高效合成方法对于后续生物功能研究具有重要的意义。迄今为止,多烯环化仍然是获得上述天然产物的一种重要的合成策略,该模式可以通过串联环化反应一步实现多环核心骨架的快速和立体选择性构建。自1968年多烯环化第一次被应用于天然产物合成以来,虽然已有几十种多烯环化反应模式被发展,但在合环同时引入C2-C3位官能团的方法仍然十分有限,也影响到了相关活性天然产物的合成效率。
近期,研发团队基于前期研究基础[9]开发了一种多烯环化的新模式,创新性地以联烯作为底物,三碘化铟作为催化剂,构建三环并环体系的同时在C2-C3位引入双键,并依托双键的后续官能团转化合成了七个天然产物分子。上述合成方法的开发,为相关天然产物的后续生物活性研究奠定了物质基础。
项目四:绿色混合胶束液相色谱方法研究
1技术简介
近年来,人们积极响应绿色发展,可持续发展,学术界对环境和健康的关注也显著增加。在常规的分析实验室里,HPLC、HPLC-MS、GC-MS等的使用仍是我们常用的分析手段,相应的方法不可避免地会用到有机溶剂,比如甲醇、乙腈等。有机溶剂的普遍缺点为潜在毒性,易燃,不环保,不符合实验过程中应遵循绿色化学实验的5“R”原则。
绿色分析化学(GAC)是绿色化学的一个新兴的分支,也称为清洁分析化学或环保分析化学,如何减少或避免实验过程中有机溶剂的使用,建立一个绿色、经济、环境友好型且实验结果可靠的分析方法是每个分析实验人员的迫切要求。胶束液相色谱(MLC)是一种绿色分析化学手段,但是常规的MLC系统需要添加一定量的有机溶剂,使得其绿色性降低。因此,开发适用于MLC系统的绿色替代溶剂在MLC领域有着迫切的需求,相关研究也具备相当的创新性。基于大量的研究结果,深共熔溶剂(DES)已经被认为是有机溶剂最有希望的替代品之一,其制备原理如图2所示。该类溶剂除了具有低毒、稳定性高、不易燃等与离子液体相似的特性外,还有自身独特的优点,如成本更低、制备过程更简单以及更高的生物降解性。
研发团队利用氯化胆碱和甜菜碱作为氢键受体,使用乙二醇、乳酸等溶剂作为氢键供体,通过将两者以不同的比例混合,制备了10种DES,相关结果由对应的红外谱图加以证实。
为了验证上述DES的实用性和对应分析方法符合GAC,该团队以紫花前胡苷、升麻素苷、甘草苷、补骨脂素、绿原酸和阿魏酸为研究对象,建立了一个由绿色溶剂DES完全替代有机溶剂的混合胶束液相色谱方法,利用绿色评价系统GAPI评估了该方法的绿色度,并与已发表的文献中的方法进行了比较,确证了该方法符合相关标准要求,为新的绿色分析化学的新方法的发展提供了新的思路。
另外,该研究还尝试性地探讨了色谱系统对分析物的分离机制,在不添加DES的情况下,色谱系统的分离效果不佳,此时的分离机制是经典的混合MLC分离,在溶液中存在三个界面(固定相-流动相-分析物-固定相)和三个分配系数(Ksw、Ksm和Kmw)。当加入DES后,溶液中依然存在三个界面和三个分配系数,但是由于流动相极性的改变,固定相与流动相、流动相与分析物以及分析物与固定相之间的相互作用发生了改变,提高了系统的分离能力和灵敏度。DES的改性功能可能归因于氢键受体和给体的共同影响。
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