含有-C=N-N-C=O基团的一类化合物被称为酰腙,它属于Schiff碱的一个分支。酰腙化合物具有特殊的结构和良好的生物活性,在配位化学、农药、医药及分析试剂等方面,有广泛的研究和应用。然而,过去对酰腙类化合物的研究主要集中在合成和合成方法学上的应用,对其生物活性研究较少,特别是在对生物体内蛋白和酶,对细胞代谢的影响等研究更少。本论文主要研究了酰腙化合物不同层次上的生物活性。通过酰腙与蛋白质及DNA的相互作用,研究了酰腙与重要的生物大分子的结合能力和性质,阐明了酰腙生物活性的分子机制；通过抑制癌细胞和正常细胞生长,研究了酰腙化合物的抗增殖能力和可能的机理；通过对大肠杆菌和白色念珠菌的抑制作用,研究了酰腙化合物的抗菌抑菌活性；还研究了两种酰腙化合物作为Al3+、Fe3+、Zn2+等金属离子的荧光探针的潜力和机理。本论文共分七章：第一章：本章对酰腙化合物的结构特性、合成方法、抗菌消炎、抗癌等生物活性,及在农药、不对称合成、光电材料以及催化等方面的应用做了比较全面的介绍,并介绍了酰腙化合物在抗癌抗肿瘤方面的研究进展和可能的活性机理。比较全面的介绍了酰腙化合物的热点研究内容和研究的发展趋势。第二章：合成了一系列酰腙化合物,并优化了合成路线,高效的得到了目标化合物,并进行了相应的表征,确认了它们的结构。结合实验中发现的问题和反应的特点,改进了酰腙的合成路线。在经典合成方法的基础上,结合绿色化学的思想发展了一种新的一锅法分步投料、连续反应的合成方法,提高了收率,减少了溶剂和催化剂的使用量和能量的消耗,符合绿色化学的要求,是一种理想的合成酰腙的方法。第三章：初步研究了所合成的酰腙化合物对癌细胞和正常细胞增殖活性的抑制作用。用MTT法,考察了酰腙对癌细胞HeLa和B16-F10的抗增殖能力,以及对正常细胞HEK293的抗增殖活性,发现酰腙化合物可以不同程度地抑制癌细胞和正正常细胞的增殖,对癌细胞的抑制作用比正正常细胞的更显著,并通过实验发现酰腙化合物抗增殖活性的可能机理是影响细胞对铁元素的利用。第四章：利用微量热法,筛选和研究了酰腙对大肠杆菌和白色念珠菌的抑制活性。筛选发现Cpl和Cp23对大肠杆菌和白色念珠菌都有较高的抑制活性,对大肠杆菌和白色念珠菌的IC50分别是56.7μM、44.1μM和38.7μM、31.9μM。Cp23对这两种微生物的抑制能力要强于Cp1。第五章：利用分子模拟、紫外-可见光谱、荧光光谱和圆二色谱等方法,研究了酰腙化合物Cp7与ct-DNA的相互作用。研究结果表明Cp7以氢键和范德华力与DNA形成复合物,结合常数在104数量级,Cp7通过扭曲分子形状以适应DNA小沟的弧形,很好地嵌合在DNA的小沟中。实验结果与分子模拟结果高度一致,说明分子模拟用于研究DNA与活性小分子相互作用是叮行和可靠的。第六章：利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱、电化学、分子模拟、微量热等方法,系统地研究了酰腙化合物与血清白蛋白(SA)相互作用。研究发现酰腙能以非典型的静态猝灭的方式,猝灭SA的内源荧光。酰腙主要结合在SA的Site I处,形成蛋白-酰腙复合物。结合位点距色氨酸残基较近,色氨酸残基的能量通过偶极-偶极相互作用转移到酰腙上,导致荧光猝灭。酰腙与SA的结合是熵驱动的自发过程,熵增主要源于结合导致的蛋白质多肽链的疏松和柔性增加,以及结合位点处的氨基酸残基去溶剂化。酰腙使蛋白质的二级结构发生定程度的破坏,α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠和无规卷曲的含量逐渐增加,引起蛋白质热变性温度上升和荧光性质变化。酰腙可以改变铁元素与SA相互作用的强度和性质。第七章：初步研究了两种酰腙化合物对Al3+.Fe3+、Zn2+的光谱响应行为,以及基本原理和可能的应用。研究了Cp1选择性识别Al3+的特性,发现Cp1以烯醇式结构与Al3+形成2：1的配合物,通过减少分子内能量转移和螫合荧光增敏效应产生了很强的荧光。研究了其他离子对Cp1识别Al3+的影响,通过配位置换反应消除了Ni2+、Cu2+和Fe3+等离子的影响,实现了在竞争离子存在下对Al3+的识别,是一种很有潜力的Al3+荧光探针。初步研究了Cp5对zn2+、Mg2+、Al3+的光谱响应,发现Cp5可与Zn2+、Mg2+、Al3+等离子形成不同结构的配合物,产生不同的荧光。