[发明专利]一种氮氧自由基及其制备方法和应用

说明书

一种氮氧自由基及其制备方法和应用，该氮氧自由基能够有效的保护人体正常肺上皮样细胞经百草枯诱导引起的细胞氧化损伤，对于制备新型的百草枯解毒药具有巨大的潜力价值。本发明制备氮氧自由基的方法反应条件温和，合成步骤简单，原料易得，产率高，重现性好，在醛的反应中加入乙酸镍作为一种催化剂，使得此步反应条件要求大大降低，反应时间减短，同时使用的新型重结晶溶剂使得最终产品纯度高，得到的晶体易于进行单晶衍射测试。

技术领域

本发明涉及化合物的制备和应用技术领域，特别涉及一种氮氧自由基及其制备方法和应用。

背景技术

百草枯又名紫精、紫罗碱，化学名称是1-1-二甲基-4-4-联吡啶阳离子盐，对人体毒性极大，且无特效解毒药，口服中毒死亡率极高，已被20多个国家禁止或者严格限制使用，百草枯的毒性机理为当百草枯进入细胞后，在其中诱导了一系列的氧化还原反应，消耗细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、细胞色素P450还原酶等多种酶，导致超氧阴离子、羟基自由基等具有强氧化性的自由基水平升高，诱导脂质物质过氧化反应等，引起细胞膜的结构改变，导致细胞氧化凋亡。氮氧自由基从前一直被研究其与金属离子配位后的顺磁性，但最近，又有研究者发现其对于自由基的清除能力非常卓越。氮氧自由基作为一种新型的自由基清除剂，其可以在质子化的超氧化氢自由基的作用下转化为氧合胺离子，而氧合胺离子又可以被超氧阴离子还原为氮氧自由基。因此，如果将氮氧自由基用作百草枯诱导的细胞氧化损伤的保护剂，预期可以开发出一种新型的治疗百草枯中毒的药物。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种氮氧自由基及其制备方法和应用，本发明提供的氮氧自由基易于合成，采用了催化剂使得合成条件易得，重现性好，同时对百草枯诱导的细胞氧化具有明显的保护作用。

技术方案：氮氧自由基，结构式为：

其中R为萘基，连接位点为萘基上的α碳或β碳。

所述氮氧自由基的具体结构式如下所示：

氮氧自由基a化学名为1,3-二羟基-2-(1-萘基)-4,4,5,5-四甲基咪唑烷酮，该自由基的分子式为C₁₇H₁₉N₂O₂，分子量为283.34，结构单元属斜方晶系，空间群为Pbca，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°；

氮氧自由基b化学名为1,3-二羟基-2-(2-萘基)-4,4,5,5-四甲基咪唑烷酮，该自由基的分子式为C₁₇H₁₉N₂O₂，分子量为283.34，结构单元属斜方晶系，空间群为P2₁2₁2₁，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°。

氮氧自由基的制备方法，包括以下步骤：A.以2-硝基丙烷为原料，将氢氧化钠和液溴加入其中，分别与2-硝基丙烷发生取代反应，所述2-硝基丙烷、氢氧化钠、液溴的摩尔比为2:1:1，取代之后的产品再在回流条件下进行缩合反应，得到产物2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷；B.以2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷为原料，用乙醇-水作为溶剂，再向其中加入氯化铵，用锌粉作为还原剂，得到2,3二甲基-2,3二羟胺基丁烷溶液，再向溶液中加入醛以及金属催化剂，最后再加入高碘酸钠进行氧化反应，得到相应的氮氧自由基溶液；所述2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷、氯化铵、锌粉、醛、高碘酸钠的摩尔比例为1:1:10:1:2；乙醇-水的体积比例为3:(1-2)；C.向其中加入产物重量2倍的重结晶溶剂，在低温5-10℃下重结晶得到相应的氮氧自由基。

上述步骤B中的催化剂为乙酸镍，加入的量为1％mol。

上述步骤B中的醛为1-萘甲醛；步骤C中的重结晶剂为二氯甲烷和甲基异丁基醚，制备出1,3-二羟基-2-(1-萘基)-4,4,5,5-四甲基咪唑烷酮。