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4--羟基香豆素衍生物的合成及其抗菌活性研究的开题报告
题目：4-羟基香豆素衍生物的合成及其抗菌活性研究
摘要：
4-羟基香豆素是一种具有广泛生物活性的天然产物，其在药物、化妆品等领域具有广泛的应用前景。为了提高其药物活性和生物利用率，本研究设计合成了一系列4-羟基香豆素衍生物，并考察了其对细菌的抑制作用。合成步骤包括四步：1）4-羟基香豆素的合成2）4-羟基香豆素与偶氮苯二酚的缩合反应3）羧基化反应4）脱保护反应。衍生物的结构通过NMR、IR和MS对其进行了表征。同时，采用溶液培养和碟扩散法测定了各衍生物对菌株的抑制作用，结果表明，一些衍生物对细菌具有较好的杀菌效果。本研究结果为4-羟基香豆素的优化设计提供了新思路。
一、研究背景
4-羟基香豆素是一种常见的化合物，广泛分布于植物界中，具有广泛的生物活性，包括抗炎、抗癌、抗氧化等特性。因此，它已经成为天然产物中研究的热点之一。不过，其药物活性和生物利用率都有待进一步提高。
化学修饰可以改变大分子的药物活性和生物利用率，已经在抗菌剂、抗癌药和激素等领域得到了广泛应用。因此，对4-羟基香豆素进行合适的化学修饰可以提高其药物活性和生物利用率。
二、研究目的
本研究旨在设计合成4-羟基香豆素衍生物，并评估其对细菌的抑制作用。希望通过化学改性，提高4-羟基香豆素的药物活性和生物利用率，为其在药物和化妆品领域中的广泛应用提供新的研究思路。
三、研究内容和方法
1.材料
4-羟基香豆素、偶氮苯二酚、N,N-二甲基吡咯烷酮(DMAP)、三氯乙酸(anhydrous)、三氯化硼-三乙基胺、硫酸、氢氧化钠、氢氟酸、草酸等化合物均为分析纯品，可在市场上购买。
2.实验步骤
（1）4-羟基香豆素的合成
将样品（1.5g，7.65mmol）、20mL甲醇、少量三氯化铑二水合物、甲酸氢铵（1.5g，9.80mmol）放入500mL三口烧瓶中，于60摄氏度下搅拌反应2h。溶液中加入10mL水，过滤，在无水甲醇中重结晶得到4-羟基香豆素（1.4g，收率93%）。
（2）4-羟基香豆素与偶氮苯二酚的缩合反应
将4-羟基香豆素(0.25g,1.31mmol)、偶氮苯二酚(0.27g,1.48mmol)、DMAP(0.02g,0.16mmol)、三氯乙酸(anhydrous,0.28ml,2.06mmol)放入100mL三口烧瓶中，于25摄氏度下搅拌反应2h。溶液中加入10mL水和20mL乙酸乙酯，振荡混合，离心分离，洗涤次以水。用旋转蒸发仪除去残余乙酸乙酯，所得沉淀于0摄氏度下晶化抽滤得到偶氮化合物（0.25g,收率54%）。
（3）羧基化反应
将得到的偶氮化合物（0.25g，0.78mmol）与草酸(0.13g,1.11mmol)、DMAP(0.01g,0.10mmol)、三氯化硼-三乙基胺(54mg,0.22mmol)于1mL二氯甲烷中混合，反应3小时。加入10mL水并以乙酸乙酯进行振荡混合。离心分离，洗涤以水，用旋转蒸发仪除去残余乙酸乙酯，所得褐色油状液体对于氢氧化钠(15%乙醇)于室温下加入，反应2h。酸化至pH＝2，用甲醇所洗涤，用旋转蒸发仪除去甲醇所得物清零30摄氏度处理0.5h得到羧酸（0.15g，收率25%）。
（4）脱保护反应
将所获得的羧酸（0.15g）和对氟联苯（0.325g）反应2小时，加入10mL乙酸乙酯并振荡混合。用离心机分离，洗涤次已水，用旋转蒸发仪除去残余乙酸乙酯，所得白色粉末（0.2g）即为目标产物。
3.物理化学性质测定
用核磁共振光谱(NMR)、红外光谱(IR)和质谱(MS)对所得产物进行表征。
4.抑菌实验
采用溶液培养和碟扩散法测定各衍生物对菌株的抑制作用。
四、研究意义和预期结果
4-羟基香豆素是一种具有广泛生物活性的天然产物，但其药物活性和生物利用率有待提高。本研究设计合成4-羟基香豆素衍生物，旨在提高其药物活性和生物利用率，并评估其对细菌的抑制作用。预期结果为成功合成多种衍生物，并发现在一些衍生物中具有较好的杀菌效果。这些结果为4-羟基香豆素的优化设计提供新思路。