摘 要

聚糖的结构形态和浓度变化与一些疾病的发生和发展密切相关，如何高选择性地快速检测聚糖在医药、疾病预防监控方面有重要意义。目前聚糖的主要检测方法为质谱法，但由于聚糖本身极性大、离子化效率低导致其质谱响应较差，因此通常在质谱检测前对聚糖进行衍生化反应，使之标记上一个疏水基团（或荧光基团）以达到优化其质谱、色谱行为的目的。肟化反应是一种高效的生物偶联反应，其优势在于产物稳定性高，但其缺点是反应速率较慢，需要采用催化剂使该反应在较为温和的条件下进行。目前通常采用的催化剂为苯胺。但是苯胺自身热稳定性低且细胞毒性较大。因此，为了利用肟化反应对聚糖进行快速有效的生物标记，我们需要寻找一种催化效应更强、具有较好热稳定性且毒性低的催化剂。

为考察催化剂对聚糖肟化反应的影响，本实验采用胺氧基香豆素与模型聚糖麦芽七糖为反应体系，考察了苯胺（An）、3,5-二氨基苯甲酸（3,5-DABA）、对苯二胺（p-PDA）、2-氨基-5-甲基苯甲酸（5-Me-AA）、2-氨基-5-甲氧基苯甲酸（5-MeO-AA）、四氢吡咯（THP）、三乙胺（Et₃N）七种催化剂的催化效应。我们采用高效液相色谱-紫外检测（HPLC-UV）考察了不同反应参数（如时间、pH、温度）对催化剂的影响。研究结果表明：对苯二胺和2-胺基-5-甲氧基苯甲酸的催化效应在温和反应条件下（如反应体系pH 7.48、反应温度为室温），依然具有较好的催化性能。我们推测2-胺基-5-甲氧基苯甲酸将可应用于生物样本中聚糖的衍生与检测。

关键词： 有机催化剂；肟化；聚糖；羟基香豆素；还原

Abstract

The sensitive analysis of glycans is of vital importance for the diagnose of various diseases. In glycan determination, derivatization methods are often applied before mass sepctrometric detection to enhance it hydrophobicity and improve the MS responses. Among these derivatization method, oxime formation has several advantages, such as high derivatization yield and forming stable oxime derivatives. However, the kinetics of oxime formation is relatively slow wtihout the usage of catalyst.

In this study, we investigated seven organic compounds as the catalysts for the oxime reaction between a model glycan maltose and xxx, including anline (An), 3,5-diaminobenzoic (3,5-DABA), p-phenylenediamine (p-PDA), 2-amino-5-methylbenzoic acid (5-Me-AA), 2-amino-5-methylbenzoic acid (5- (5-MeO-AA), pyrrolidine (THP) and triethylamine (Et₃N). The reaction was monitored by a high performance liquid chromatography-ultraviolet detector (HPLC-UV). The catalytical effects were also investigated in different reation conditions, such as reaction time, reaction temperature and the buffer pH value.

The results show that p-phenylenediamine and 2-amino-5-methoxybenzoic acid possess similar and superior catalytic performance under various conditions. In the neutral and room temperature conditions, their catalytic performance are very well, which are suitable for the labeling reaction of polysaccharides in biological samples.

Key words: organic catalyst; oxime formation; glycans; coumarin; reduction.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1 引言 2

1.2 背景 2

1.2.1 糖链的标记检测方法 2

1.2.2 肟化反应及其催化剂的研究 2

1.2.2.1 肟化反应 2

1.2.2.2 肟化反应的催化机理 2

1.2.2.3 肟化反应有机催化剂的研究现状 5

1.2.2.4 本课题研究 7

1.2.3 实验仪器 10

1.2.3.1 高效液相色谱（HPLC）的定义及特点 10

1.2.3.2 高效液相色谱（HPLC）的构造 10

1.2.3.3 紫外检测器 11

1.3 本章小结 12

第二章 实验部分 13

2.1 药品来源及规格 13

2.2 实验仪器 14

2.3 实验内容 14

2.3.1 实验条件 14

2.3.2 试验内容 15

2.3.2.1 各反应溶液的配置 15

2.3.2.2 实验流程 16

第三章 结果与讨论 17

3.1 产物峰和还原峰的保留时间确定 17

3.2 反应时间的确定 18

3.3 各反应条件下R-OH与麦芽七糖（DP7）反应 20

第四章 总结与展望 25

参考文献 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1 引言

肟化反应是羰基与胺氧基之间发生缩合反应，失去一分子水后形成具有亚胺结构化合物的反应。因其高选择性和相对较温和的反应条件已被广泛应用于生物分子的标记。最先使用且应用最广泛的催化剂苯胺，在酸性条件下，虽可高效地催化反应，但在中性条件下，其催化效率较低，需很高的催化当量以保证反应完全，而且苯胺具有一定的生物毒性，限制了它在生物方面的应用。这就需要我们寻找新的、可在温和条件下能够进行高效催化的新型催化剂。

为考察催化剂对聚糖肟化反应的影响，本实验采用胺氧基香豆素与模型聚糖麦芽七糖为反应体系，考察了苯胺（An）、3,5-二氨基苯甲酸（3,5-DABA）、对苯二胺（p-PDA）、2-氨基-5-甲基苯甲酸（5-Me-AA）、2-氨基-5-甲氧基苯甲酸（5-MeO-AA）、四氢吡咯（THP）、三乙胺（Et₃N）七种催化剂的催化效应。我们采用高效液相色谱-紫外检测（HPLC-UV）考察了不同反应参数（如时间、pH、温度）对催化剂的影响。