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北大毕业论文范文篇一
苯乙酸衍生物的生物活性
【摘要】苯乙酰结构是非常重要的结构片段，出现在许多上市药物的结构单元中。将苯乙酸衍生以获取具有独特生物活性的新型苯乙酸衍生物，仍然是新药研发中具有吸引力的研究课题。本文概述了部分苯乙酸衍生物在抗炎、抗风湿、抗菌、治疗缺陷多动障碍、治疗慢性胰腺炎等领域的研究状况。
【关键字】苯乙酸; 苯乙酸衍生物; 生物活性
Biological activities of phenylacetic acid derivatives
Xiaohua Liu， Yuan Cao， Li Fan*
(School of Chemistry and Chemical Engineering， Southwest University ， Chongqing 400715)
【Abstract】 Phenylacetyl is very important structural fragment among of the structural units of the drugs listed. New derivatives of phenylacetic acid are probable to have unique biological activities. Synthesis of phenylacetic acid derivatives is still an attractive research field of new drug development. This article outlines the research progress of phenylacetic acid derivatives in the antiinflammatory， antirheumatic， antibacterial， treatment of the deficit hyperactivity disorder and the chronic pancreatitis， and other aspects.
【Keywords】 phenylacetic acid; phenylacetic acid derivatives; bioactivity
【中图分类号】R917 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851(2014)04-0028-01
苯乙酸(phenylacetic acid， PA)是重要的化工原料，PA本身也具有抗癌[1]等活性;由PA合成的某些衍生物如对羟基苯乙酸、苯异丙胺、氯代苯乙酸乙酯是重要的药物中间体，其它许多苯乙酸衍生物则具有重要的药学性质，如消炎镇痛、杀菌、防止心肌梗死、防治卵纲病害以及治疗风湿性关节炎、慢性胰腺炎、缺陷多动障碍等病症[2]。本文按照苯乙酸类化合物的生物活性进行分类概述。
1 抗炎及抗风湿的苯乙酸衍生物
许多苯乙酸衍生物(见图1)对炎症和风湿病具有显著的治疗效果。阿克他利(1a)是由日本三菱化学公司开发、并于1994年在日本上市的新一代抗风湿药物，是此代药物中的第一个上市品种，主要是通过纠正免疫紊乱及免疫调节来缓解和改善风湿病[3]。张雪等以苯乙腈为起始原料经硝化、水解、还原、乙酰化等合成阿克他利，是一种简易的合成方法[4]。
由诺华公司研发的新型高选择性环氧化酶-2 (COX-2) 抑制剂罗美昔布(1b)，为非甾体抗炎药，主要用于治疗风湿性关节炎等疾病[5]，于2005年在巴西成功上市[6]。邬瑞斌等[7]使用市售的对碘甲苯和2-氯-6-氟乙酰苯胺为原料，以碘化亚铜为催化剂、N，N’-二甲基乙二胺为配体，经由改进的Ullmann- Goldberg反应缩合后，再经碱性水解、氯乙酰化、分子内傅-克烷基化和水解开环合成罗美昔布， 总收率达45.5 %。
双氯芬酸钠为第三代非甾体抗炎药(1c)，汽巴-嘉基公司研制，于1974年在国外上市。国内于1985年开发成功，许多药厂相继投产。目前主要用于治疗风湿性关节炎、骨关节炎、关节周围病变以及创伤引起的肌腱、韧带、肌肉及关节损伤[8]，其消炎、镇痛、抗风湿作用比阿司匹林强20多倍。
布洛芬(1d)，也是一种重要的非甾体抗炎镇痛药。由于其解热、镇痛、消炎作用大于阿司匹林，而副作用却比阿司匹林小得多，故其可以作为阿司匹林的替代品[9]。
2 治疗缺陷多动障碍(ADHD)的苯乙酸衍生物
ADHD是儿童期常见的一种行为障碍，并可持续至成年期[10]。苯乙酸衍生物中的哌醋甲酯(2a)和胍法辛(2b)对治疗ADHD都可起到很好的疗效[11]。
哌醋甲酯是治疗注意缺陷多动障碍最常用的药物之一，多用于4-5岁较严重患儿。其速释片起效快，半衰期短;缓释片起效慢，维持时间长，血浆峰波度低;控释片含有一个渗透泵，能将药物释放时间延长至10 h[12].
资料显示α2肾上腺素能受体的功能障碍在ADHD病理生理机制中扮演重要角色。胍法辛对α2肾上腺素能受体选择性强，且其镇静、降低血压的副作用相对较小[13]，是一种长效抑制剂。目前虽然只有有限的实验证明其改善注意力障碍效果好，但其在临床用于治疗ADHD症状已越来越普遍。
3 抗菌的苯乙酸衍生物
3.1 针对人体的抗菌药物
青霉素、头孢雷特类药物是最常见的有抗菌活性的药物。其中青霉素G(3-1a)、头孢雷特(3-1b)是比较典型具有抗菌活性的苯乙酸衍生物。 青霉素G生产量特别大，具有抗菌作用强、疗效高、毒性低等优点，是治疗细菌性感染的首选药物，临床最常用的抗菌药物之一，并且是合成其他青霉素类抗生素的主要原料。青霉素是β-内酰胺类抗菌药物，其抗菌作用主要是通过抑制粘肽转肽酶来抑制细胞壁的形成，导致细菌死亡。由于人体细胞无细胞壁，药物对人体细胞不发生作用，致使该类药物具有很高的选择性和低的毒性[14]。作为天然抗生素之一，其主要的提取方法有萃取法[15]和液膜法[16]。
头孢雷特是一种非肠道使用的半合成广谱抗生素，其杀菌活性是对细胞壁的生物合成具有抑制作用，而且对一些β-内酰胺酶具有高度稳定性，不容易被β-内酰胺酶破坏。对体外革兰阴性菌如大肠埃希菌、克雷伯雷、奇异变形杆菌、普罗威登菌、柠檬酸杆菌、流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、消化球菌等都有抗菌活性。黄君勤等采用新方法创造性地合成了新活性酯[17]，继而将7-ACA和5-巯基-1，2，3，4-四氮唑-乙酸在BF3-Et2O体系中合成关键中间体，而后与活性酯对接合成头孢雷特。
3.2 针对植物体的抗菌药物
目前给农作物施以农药已是很普遍的现象，但其在农作物上的残留及其对人体的毒性是人们一直关心的话题。苯乙酸衍生物中的苯霜灵(3-2a)和嘧菌酯(3-2b)为两种低毒的杀菌剂，应用非常广泛。
苯霜灵是意大利特迪公司1978年率先申请专利、意大利法莫普兰特公司1981年开发形成的，通用名Benalaxy，商品名Galben，是一种新型N-酰基丙氨酸类内吸性杀菌剂，具有高效、低毒、持效期长，对作物安全等特点，并可保护植物免受病原菌的侵染。可广泛用于黄瓜、番茄、白菜、马铃薯、葡萄、烟草等多种经济作物，防治霜酶病、早疫病、晚疫病、烟草黑胫病、草皮腐霉病等[18]。张俭采用苯乙酰氯与N-(2，6-二甲苯基)-丙氨酸甲酯(简称NA)缩合而合成苯霜灵[19]。
嘧菌酯是一种甲基丙烯酸酯类杀菌剂，于2001年在中国首先登记用于防治辣椒炭疽病、黄瓜霜霉病和番茄晚疫病。目前嘧菌酯除了防治蔬菜病害外，还用于防治果树病害。在国外，嘧菌酯广泛用来控制各种作物病害，其中包括稻瘟病、纹枯病、瓜类灰霉病等[20]，具有杀菌活性高、杀菌谱广、内吸性强、对非靶标作物安全且与环境相容性好等特性[21]。
4 其他活性的苯乙酸衍生物
苯乙酸衍生物众多，生物活性谱广。除上述介绍以外，其他的如卡莫他特(4a)可治疗慢性胰腺炎，氯吡格雷(4b)抗血小板、能防治心肌梗死等。
卡莫他特主要以其甲磺酸盐的形式用于临床治疗。甲磺酸卡莫他特，为非肽类蛋白酶抑制剂，它的作用机制为口服后迅速作用于机体的激肽生成系统、纤维蛋白溶解系统、凝血系统及补体系统，抑制这些体系的酶活性的异常亢进，从而控制慢性胰腺炎的症状，缓解疼痛，降低淀粉酶值，临床上主要用于慢性胰腺炎发作[22]。全哲山等[23]将自制的4-羟基苯乙酸N-N-二甲氨基甲酰甲酯和4-胍基苯甲酸盐酸盐在缩合剂DCC作用下偶联合成卡莫他特，有机溶剂中成盐即得产品。
抗血小板治疗是防治脉血栓形成性疾病的重要环节，应用比较广泛的血小板抑制剂有阿司匹林、噻氯匹定和氯吡格雷。氯吡格雷是由法国Sanofi公司研制，临床实用其硫酸盐。氯吡格雷的作用机制与噻氯匹定类似，但作用强度、耐受性和安全性均高于噻氯匹定。氯吡格雷临床可用于治疗动脉粥状硬化疾病等[24]。
杨艳等报道，含苯磺酰胺结构单元的新型苯乙酸衍生物具有 PPAR激动活性[2]，值得进一步关注。
综上所述，含苯乙酸结构的化合物具有广泛的生物活性，具有很大的发展潜力。苯乙酸具有羧基、亚甲基氢和苯环，可以发生酯化、酰胺化、硝化、卤化、磺化、脱羧、氧化、还原等反应，形成许多有生物活性的化合物或有用的中间体。继续开发含有苯乙酸结构的化合物在医药、农药领域的应用，还将是未来苯乙酸衍生物药物研究的重要方向。
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北大毕业论文范文篇二
环境生物技术的发展
摘 要：作为一门利用微生物介质来为人类提供相关服务的技术，环境生物技术的核心是以各种微生物活动规律为依据进而寻求解决一系列环境问题的新方法。阐述当前环境生物技术在环境污染治理及监测技术及等几个方面的研究进展，并分析其今后发展的前景与趋势。
关键词：环境生物技术 污染治理 环境保护 发展前景
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2013)004-093-02
1 前言
环境污染问题是当前世界所面临的四大难题之一，我国也将环保作为基本国策之一，主要应用于环境污染治理的环境生物技术也得到了与时俱进的发展。生物技术作为高新技术之一已经具有悠久的历史，而由环境工程技术与现代生物技术相互结合所形成的新兴学科即环境生物技术只是在上世纪末期才在欧美发达区域萌芽，但其能在短时期内得到飞速的发展，成为了兼具环境效益、经济效益并能有效解决当前复杂环境污染问题的方式之一。环境生物技术的核心是微生物学的过程，其主要研究内容有：污染物微生物的降解技术、环境污染的监控技术、环境友好材料生物的合成技术、污染场地生物的监测技术以及固体废物的强化处理技术等，因此环境生物技术是现代生物技术在环境污染治理、监控以及监测等环节之中的重要应用手段。笔者主要从污染水、废气与固体废弃物的处理与净化、生物监测技术以及化学农药污染清除等方面论述环境生物技术研究进展，并探讨其在相关方面的发展前景。
2 环境生物技术的研究进展
2.1 污水的净化处理
现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂，其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等，微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物，从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术，微生物细胞是固定化酶反应器，运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应;固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合，使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展，对于 (LAS)100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外，美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料，还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属，使水净化之后得到循环利用。
2.2 废气的净化处理
气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程，再在液相中利用微生物对其进行吸附降解，而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来，生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合，进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气，控制率高达90%以上;捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫;美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫，都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。
2.3 固体废弃物生物处理技术
固体废弃物主要来源于城市生活、农业生产以及污水处理后的剩余污泥。目前为止，固体废弃物生物处理方式主要有掩埋、囤积、焚烧以及利用生物技术等，其中生物技术能够将固体废弃物进行资源化、无害化以及减量化的处理，培养微生物使废渣转化为含氨基酸及蛋白质的有益物质，从而使其变为有利于农田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一种可分为厌氧发酵法与需氧性堆制法的堆肥方法，厌氧发酵法包括高温生物发酵法以及沼气发酵法，主要是利用厌氧微生物造肥使得固体废弃物无害化;需氧性堆制法是在通气的条件下依靠需氧性微生物活动的高温堆肥方式，例如设置堆肥工厂对城市垃圾废料进行集中处理并使其在高温环境之中进行发酵。
2.4 生物监测技术
传统的环境生物技术的监测方法主要有：利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟，而随着环境生物技术的不断发展与进步，多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中，主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等，这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点，因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。
3 环境生物技术的发展前景
3.1 完善环境污染治理
环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害，并且有效地避免了污染物的多次转移，使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力，因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展，但在深入工程阶段还存在较大的进步空间，活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术，无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外，高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究，并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径，从而为人类生活提供更多能源。 3.2 加强生物检测手段
随着科技的发展进步，环境生物污染的检测应向更全面、更快捷及更灵敏的方向发展，分子生物技术可以分析污染的来源、探索环境污染物质的转化及降解规律以及检测污染致突变的原因，其将在研制开发生物传感器方面发挥强大的作用。生物传感器可以有效地满足对环境实际情况实施连续自动的需求，并可判断环境污染发展的趋势，从而尽早地采取预防措施。
3.3 与其它技术相结合
环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果，与此同时，电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化，还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果，电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术，而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。
4 结语
综上所述，环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时，还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求，环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中，各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动，并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品，并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景，在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。
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