生物活性有机锗倍半氧化物的合成，结构和性质的研究

自1968年浅井等合成β-羧基乙基锗倍半氧化物（Ge-732），并发现其广谱抗癌和保健作用以来，有机锗化合物合成及生物活性的研究相当活跃。有机锗倍半氧化物，由于具有低毒和广泛的药理作用而倍受重视。二十年来，虽对Ge-732及其衍生物和其他有机锗化合物进行了相当广泛的研究，但作为临床便用的锗药物尚未见文献报导。另外，有机锗化合物的结构-生物活性关系也有待搞清。合成新型有机锗化合物，深入研究它们的结构和性质，进行抗癌活性试验提示其结构-活性关系，仍是十分有意义的课题，为此，我们开展了以下几个方面的研究。一、合成了Ge-732的中间体Cl_3GeCH_2CHRCOOH （R=H，CH_3）单晶，用X-射线衍射法确定了晶体和分子结构，晶体分属单斜和三斜晶系，P21/n和P1-bar空间群，Ge原子与三个Cl原子和一个羧乙基（甲基羧乙基）C原子以a键连结，形成不规则的四面体几何构型，分子靠羧基间氢键缔合为二聚体。TG-DTA和MS研究发现Ge-Cl键易断裂，是化学反应的活性部位，通过IR和Raman光谱较完整地分析了分子振动的各模式。改进了Ge-732的文献合成方法，缩短了合成时间，产率提高到80%以上。发现用不同方法制备的Ge-732由于聚合度、Ge-O大环天度及氢键强度不同，其IR光谱、热分解温度等存在一定差异。二、合成了16种β-酚酯乙基锗倍半氧化物（GeCH_2CHRCOOAr）_2O_3和8种β-烃基酰胺基乙基锗倍半氧化物（GeCH_2CHRCONHR'）_2O_3，通过多种手段主宰了它们的组成和结构。IR光谱的重要特点是800 ～ 900cm~（-1）出现两个V_（Ge）吸收峰，FAB-MS证明上述衍生物结构中同样存在Ge-O-Ge-O大环，系列衍生物的Ge_3p，Ge3d电子结合能接近，说明不同衍生物中Ge原子所处的结构环境基本相同。粉末X-射线衍射谱表明（GeCH_2CHRCOOAr）_2O_3衍生物的晶体结构与Ge-732类似。因增加了酚酯或酰胺基团，亲脂性提高，能延长在体内的代射时间，而可能具有比Ge-732更强的抗癌活性。三、合成了N-（5-F尿嘧啶-N_1）酰胺基基锗倍半氧化物，通过IR光谱，元素分析确定了组成和结构，该人物可能具有抗癌和增强机体免疫功能的双重作用。四，观察了三种（GeOH_2CHRCOOAr）_2O_3对体外HeLa细胞（人宫颈癌细胞）和二倍体细胞（正常细胞）培养的影响，发现对二倍体细胞基本无影响，而对HeLa细胞分裂有相当明显的抑制作用细胞形态发迹对细胞的分裂抑制作用与苯环取代基有关，证明苯环修饰部分参予生物作用在上述实验基础上，用其中一种人物进行了载瘤鼠的给药试验，发现体内癌细胞中三种酶含量降低，因而抑制小鼠腹水癌细胞的生长。但在体外细胞培养中也发现，（GeCH_2CHRCOONHR'）_2O_3对胃癌细胞分裂无明显抑制，药理作用机制可能与酚酯衍生物不完全相同。