新型抗菌二氢嘧啶-C60-卟啉的合成与构效关系研究

新型高抗菌活性化合物的设计、合成一直是化学和药物学研究的重要问题。现有抗菌化合物的生物活性一般只通过一些简单的结构单元得以实现，进一步提高其抗菌活性难度很大。把亚单元结构叠加是目前药物设计行之有效的方法，但是有关含有不同功能亚单元结构抗菌化合物的合成研究还鲜见报道。考虑到C60对化合物抗菌活性的提升作用，本研究拟选择或合成有较高抗菌活性的二氢嘧啶并噻唑（定义为抑制砌块）、卟啉（定义为切割砌块），将它们通过水溶性柔性链与C60（定义为结合砌块）连接，并测定其抗菌活性。在此基础上，比较各个功能砌块在链接前后以及不同链接模式下抗菌活性的变化情况，提取结构参数，研究优化支链长度和极性，设计、合成出同时包含抑制、切割和结合砌块的新型高抗菌活性化合物并建立抗菌活性的定量构效关系模型，探索含有不同结构单元的分子结构特性与抗菌活性关系的规律，为设计、合成新的高抗菌活性化合物提供理论参考。

新型卟啉类功能分子的设计、合成与组装充满机遇与挑战。本项目以系列卟啉的合成、表征和性质研究为主线，制备了一系列具有独特结构和特殊性能的卟啉类衍生物和卟啉复合物，开展了抗菌活性、荧光传感和光电催化性能等方面的研究，为卟啉类分子结构设计与功能导向提供理论依据，进而拓宽其在化学与生物传感、光电器件和催化等领域的应用。主要包括：(1)系统探索了一系列尾式卟啉（如新型1,4-二氢吡啶-卟啉化合物及其金属配合物）的合成，对其进行了结构表征、抗菌和抗肿瘤活性测试；(2)设计开发了一类新型卟啉基近红外荧光增强型探针（TPP-O-DNBS），该探针能高效、高选择性地识别S2-，且实现了HeLa活细胞中S2-的荧光成像，为合成新型卟啉基生物与化学探针提供了新思路；(3)利用π-π共轭作用和静电作用协同组装制备了一系列阳离子卟啉-梯度还原氧化石墨烯的纳米复合物，实现了常温下金属卟啉-石墨烯复合材料的绿色制备，为新型光电复合材料的制备提供了新途径。