塩基による電子移動触媒作用を利用した強力な新規抗酸化物質の開発

利用碱的电子转移催化开发强大的新型抗氧化剂

基本信息

批准号：
17790044
负责人：
中西郁夫
金额：
$ 2.05万
依托单位：
National Institute of Radiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は平成17年度までに、抗酸化物質によるラジカル消去反応が、電子移動を経由して進行する場合には、塩基が中間体として生成する抗酸化物質由来のラジカルカチオン種を安定化することにより、ラジカル消去反応を顕著に加速することを見い出した。そこで平成18年度は、天然抗酸化物質よりも強力で毒性の少ない新規抗酸化物質を開発するため、前年度に得られた成果をさらに発展させ、分子内に塩基性部位を有する天然抗酸化物質誘導体を合成した。有機合成の手法により、水溶性ビタミンE類縁体であるトロロックスに種々の長さの炭素鎖をもつピリジン誘導体を導入し、3種類の新規ビタミンE誘導体を得た。次に、嫌気性条件下、メタノール中、25℃で、得られた新規ビタミンE誘導体とDPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)ラジカルとの反応をストップトフロー分光測定装置を用いて追跡した。その結果、いずれの新規ビタミンE誘導体も非常に効率良くDPPHラジカルを消去することがわかった。DPPHラジカルに由来する吸収の減少を速度論的に解析することにより、新規ビタミンE誘導体によるDPPHラジカル消去の反応速度定数を決定した。その結果、3種類の新規ビタミンE誘導体のうち2つは、ビタミンEの活性中心モデルよりも2〜3倍のDPPH消去活性を有することがわかった。これは、中間体として生成するビタミンE部位由来のラジカルカチオンに塩基性のピリジン部位が配位することによって安定化し、ラジカル消去反応を加速していると考えられる。以上の結果から、天然抗酸化物質であるビタミンEの活性中心モデルに、電子移動触媒作用を示す塩基性ピリジン部位を導入することにより、天然抗酸化物質よりもラジカル消去活性が高い新規抗酸化物質を開発することに成功した。

到2005财年，主要研究人员的目标是稳定来自抗氧化剂的自由基阳离子物种，当抗氧化剂通过电子转移进行自由基清除反应时，这些自由基阳离子物种是由碱产生的。已经发现，这显着加速了自由基清除反应。。因此，在2006财年，为了开发比天然抗氧化剂更强大、毒性更低的新抗氧化剂，我们进一步合成了前一年获得的成果。我们采用有机合成方法，将不同长度碳链的吡啶衍生物引入到水溶性维生素E类似物Trolox中，得到了三种新的维生素E衍生物。接下来，在25℃的甲醇中，在厌氧条件下，使用停流光谱仪监测所获得的新维生素E衍生物与DPPH(2,2-二苯基-1-三硝基苯肼基)自由基之间的反应。结果表明，所有新的维生素 E 衍生物都能非常有效地清除 DPPH 自由基。通过动力学分析 DPPH 自由基吸收的减少，我们确定了新型维生素 E 衍生物清除 DPPH 自由基的反应速率常数。结果发现，三种新的维生素E衍生物中的两种的DPPH清除活性比维生素E活性中心模型高出两到三倍。这被认为是通过碱性吡啶部分与衍生自作为中间体产生的维生素E部分的自由基阳离子的配位来稳定的，从而加速了自由基清除反应。基于上述结果，我们通过将具有电子转移催化活性的碱性吡啶部分引入到成功开发的天然抗氧化剂维生素E的活性中心模型中，创造了一种比天然抗氧化剂具有更高自由基清除活性的新型抗氧化剂。