大学生科技创新项目申报书

1、附件3：项目编号：大学生科技创新项目申 报 书创新项目名称： 二吲哚甲烷衍生物的高效绿色合成 创新项目负责人： 陈达东 项目负责人专业： 制药工程 学校名称： 台州学院 申报日期： 2012 年 2 月 17 日浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室 制填写说明一、申报书要按照要求，逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。二、格式要求：申报书中各项内容以Word文档格式填写，表格中的字体为小四号仿宋体，1.5倍行距；表格空间不足的，可以扩展或另附纸张；均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。三、申报书由所在学校领导审查、签署意见并加盖公章后，一式2份（均为原件），报送至团

2、省委学校部。一、项目简介项目概况项目名称二吲哚甲烷衍生物的高效绿色合成项目性质（）基础研究 （）应用基础研究项目来源（）自主立题 （）教师指导选题起止时间自 2012 年 3 月 至 2013 年 3 月项目状况1、研发阶段 2、中试阶段 3、批量（规模）生产申请人姓名陈达东性 别男出生年月1992418入学年月20109所在院系医药化工学院联系电子信箱1552325719项 目 组主要成员姓名年龄性 别专业具体分工牛胜利20男制药工程催化剂筛选倪丁炯21男制药工程底物筛选吴志文21男制药工程催化剂循环陈达东20男制药工程催化合成项目指导教师姓名吴家守性 别男 出生年

3、月1979.1主要研究方向 有机合成近三年获奖成果：国家级_等奖_项，省部级_等奖_项近三年科研经费_18_万元，年均_6_万元项目主要内容简介本项目旨在开发一种更为清洁、高效、绿色的合成二吲哚甲烷衍生物的方法。以水为溶剂，通过对表面活性剂、添加剂等的筛选，解决二吲哚甲烷衍生物在水相反应时间长、收率低的问题。同时，对催化体系的重复利用进行研究，为进一步应用研究打下基础。二、项目的研究目的及意义1、申请项目的必要性、目的及意义二吲哚基甲烷(DIM及其衍生物广泛存在于天然产物中，具有一系列生物活性。在众多的吲哚衍生物中，二吲哚甲烷是其中非常重要的一种，具有许多药理和生理活性。比如它能促进人体内雌性

4、激素的新陈代谢，能够调节某些癌细胞分泌的激素代谢物，是一种有效的抗癌药物。因此，二吲哚基甲烷及其衍生物的合成已引起了人们的广泛兴趣。目前该类化合物大多数的合成主要是在传统的有机溶剂中进行，通常要用到昂贵或毒性较大的路易斯酸最为催化剂，同时存在反应时间长等缺点。随着人们对自身生存环境的日益关注，绿色化学的概念深入人心。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或者清洁化学，其最终目的是实现人类的化学、化工生产活动与大自然的和谐统一。为了实现化学工程的绿色化，需要在很多方面进行努力，以水作为反应溶剂的研究已成为绿色化学研究的一个热门领域。水作为溶剂有许多优点：廉价易得、安全可靠（不会燃烧和爆炸）；无毒

5、无污染，在产物分离时可以避免大量有机溶剂的使用和排放，只需简单的相分离。水介质中的催化反应常常具有一些有机相反应所没有的反应特性。只要对催化剂进行很好的设计，改变反应条件，许多以前只在有机溶剂中进行的反应都可以在水中进行。另一方面，由于生命体内的生化过程大多是在水中进行的，人类的生存、生活都与水密切相关，因而水相反应研究将会有助于我们更进一步认识和揭开生命的奥秘。目前水介质中合成二吲哚基甲烷及其衍生物已有较多的报道，但仍存在反应时间长、反应效率低、底物适用范围小等缺点，因此开发水介质中高效合成二吲哚基甲烷及其衍生物的方法非常有意义。2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围3，3-二吲哚基甲

6、烷(3，3-Diindolylmethane，DIM是I3C(indole-3-carbinol 的衍生物，属多环芳烃类化合物。I3C 属于吲哚类化合物，通常食用植物中的吲哚存在于芸苔类植物中，包括芜箐、羽衣甘蓝、椰菜、卷心菜、芽甘蓝和花椰菜等。I3C 无论在体内还是体外，都表现出对多种肿瘤特别是激素相关肿瘤的防治作用。在胃酸作用下，DIM由2个I3C分子缩合而成，DIM是I3C多种缩合物的主要成分。DIM能清除自由基，猝灭单线态氧，具有强烈的抗氧化作用。Watte- nberg和 Loub研究发现：DIM有阻断DMBA诱发大鼠乳腺肿瘤的作用，而它们加到饲料中能阻断苯并芘诱发的前胃肿瘤，而且D

7、IM无副作用。美国的Michael D. Farley发明的用来提高身体对抗艾滋病、病毒性和传染性疾病及癌症的免疫功能的专利配方中，作为植物化学物质的DIM是其主要成分之一。此外，DIM还能与DDP（cis-diam- minedichlorop latinum，DDP）联合使用来抗肿瘤。DDP是抑制 DNA复制合成的化疗药，DIM可使细胞周期停滞于G1期而不能进入S期，抑制细胞增殖，诱导其凋亡，二者联合应用可增强抗肿瘤的作用。因此，它可作为新一代抗癌剂的成分而得到广泛应用。本项目的主要研究内容是开发一种更为清洁、高效、绿色的合成二吲哚甲烷及其衍生物的方法。以水为溶剂，通过对表面活性剂、添加剂

8、等的筛选，解决二吲哚甲烷衍生物在水相反应时间长、收率低、底物适用适用范围小等的问题。同时，对催化体系的重复利用进行研究，为进一步应用研究打下基础。3、实施该项目所具备的基础、优势和风险目前该项目已经完成了文献资料的查阅，我们完全有信心按期完成该项目。本项目的指导教师为吴家守博士，主要从事有机化合物的合成研究（特别是手性化合物的合成）。专业基本功扎实，已在mun.、 Green Chem.、Synlett.等国际核心期刊杂志上发表论文多篇。项目组成员在平时的实验中表现突出。我们每个成员不仅有良好的敬业精神与熟练的实验技能，还具有强烈的创新意识和科研能力，态度认真，工作负责。基于对有机化学、药物化

9、学等化学学科的学习，每个成员都具有一定的化学知识和相关的实验操作技能。我们每天约有68小时的空余时间可用于做实验，且每个人的空余时间都比较集中和一致。在寒暑假期间，每个成员都可以留校进行科研实验，故我们会投入更多的时间和精力。台州学院分析仪器齐全，不但拥有常规仪器，而且还拥有美国VARTAN-200MHz核磁共振仪一台，Waters公司液质联用仪（Quattro Micro，ESI probe）一台，Waters-600型四元梯度高效液相色谱仪一台，日本岛津FTIR-8400型红外光谱仪等，能够满足正常的科研要求。该项目的难点可概况为以下两方面：1）找到一种高效、无毒、廉价的催化剂；2）催化剂

10、或催化体系的循环多次使用。 这两个问题的解决能大大降低生产成本，为以后的工业化大生产打下基础。而我们前期充分的文献调研以及指导教师在水相反应和催化剂的循环使用方面的多年研究经验为问题的解决提供很好的保障。4、项目计划目标在水相中以吲哚和苯甲醛为标准底物，首先进行催化剂的筛选工作，目标是找到廉价、低毒的催化剂。进而对底物的适用范围进行考察。由于醛的反应活性较高，酮的较低，将对酮底物的反应活性作为考察的重点。最后将对催化剂或催化体系进行循环使用进行研究。目标是实现催化剂或催化体系的多次循环使用。三、预期成果、知识产权形成及经济、社会效益分析1、 项目的预期成果及知识产权归属情况本项目的实施有望在国

11、内重要期刊上发表论文一篇，知识产权归台州学院所有。2、 项目的市场前景分析研究表明DIM具有若干有益性质，如心和脑保护活性、癌症预防，和对经前综合症（PMS）、子宫内膜异位症和宫颈发育不良的女性有益。进行雌激素替换的女性以及患有雌激素相关病况（包括前列腺肥大）的男性也受益于DIM的补充。而且DIM还在体内和体外模型中均显示出多种抗癌效应。因此，DIM具有很好的市场前景。3、 项目的盈利能力分析及财务预算该项目以吲哚和醛或酮为原料，合成DIM及其衍生物，由于以普通的水为溶剂，且使用廉价的催化剂，催化剂又能多次循环使用，因此具有成本非常低的特点。而DIM及其衍生物又具有很好的生理活性，因此该项目具

12、有很好的盈利能力。该项目申请经费5000元，部门配套经费5000元，共1万元，可以完成实验室的小试工作。经费预算及经费支出明细见下表：序号概算科目名称合计（万）省财政拨款经费（万）地方部门配套经费（万）（1）（2）（3）（4）1经费支出（合计）10.50.52设备费0.10.13材料费0.30.34测试化验加工费0.330.335燃料动力费0.050.056差旅费0.050.057出版/文献/信息传播0.10.18人员劳务费0.050.059管理费0.020.024、 项目的社会效益分析随着我国经济的快速发展以及3,3-二吲哚甲烷产品市场需求规模的不断扩大，本项目符合国家产业政策，可有效缓解国内市场的供需矛盾，有望形成自主知识产权，有利于加快地方经济的发展，为社会提供了部分就业机会。尤其是降低生产成本方面很有优势，若实现产业化，能增强企业的盈利能力，有利于企业的进一步发展和壮大。四、项目实施进度方案2012年3月-6月：水相中以吲哚和苯甲醛为标准底物，进行催化剂的筛选工作，目标是找到廉价、低毒的催化剂。2012年6月-9月：对底物的适用范围进行考察。由于醛的反应活性较高，酮的较低，将对酮底物的反应活性作为考察的重点。2012年9月-12月：对催化剂或催化体系进行循环使用研究。目标是实现催化剂或催化体系的多次循环使用。