環(huán)狀及非環(huán)狀多胺類配合物的合成和核酸酶活性研究.pdf

1、本論文圍繞化學(xué)核酸酶模擬這一生物無機化學(xué)十分活躍的研究領(lǐng)域，合成了三個TACN大環(huán)衍生物配體和兩個非環(huán)狀多吡啶胺配體，并以過渡金屬離子和羥基、氯離子、對苯二甲酸、乙酸、苯甲酸、氯乙酸、亞氨基二乙酸等共配體設(shè)計合成了二十六個未見文獻報道的配合物，解析了它們的晶體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用元素分析、紅外光譜等方法進行了表征；并應(yīng)用電子光譜、熒光光譜、電化學(xué)、黏度和瓊脂糖凝膠電泳等手段研究了其化學(xué)核酸酶活性。 論文主要研究結(jié)果概括如下： 1、

2、以雙對甲酚橋聯(lián)的Bis-TACN雙大環(huán)為配體的Cu、Zn配合物的設(shè)計合成與核酸酶活性研究。晶體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明兩個配合物的中心離子配位構(gòu)型相同，均為五配位的四方錐構(gòu)型，酚氧的雙橋聯(lián)作用下，Cu…Cu間的距離為2.999A；Zn…Zn間的距離為3.073 A。無氧條件下，雙核Zn(Ⅱ)/H<,2>O<,2>體系切割DNA反應(yīng)是水解機理；有氧條件下，雙核Zn(Ⅱ)/H<,2>O<,2>體系切割DNA反應(yīng)是由單線態(tài)氧作為反應(yīng)活性物種的氧化機理

3、和水解機理共存。有氧條件下，雙核Cu(Ⅱ)/巰基乙醇體系切割DNA反應(yīng)是由單線態(tài)氧作為反應(yīng)活性物種的氧化機理。相比而言，具有雙酚氧橋聯(lián)的兩個配合物表現(xiàn)出的切割活性并不令人滿意。本文推測認為配合物的雙原子中心的空配位點位于反方向，限制了雙金屬中心同時與磷酰氧結(jié)合，未能產(chǎn)生雙I,ewis酸活化的協(xié)同作用。 2、以TACN-COOH為主要配體具有Dimer結(jié)構(gòu)的Co(Ⅱ)，Co(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)配合物的合成與核酸酶活性研究。晶體結(jié)構(gòu)分

4、析結(jié)果表明配合物的化學(xué)式為[Mn<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-O)<,2>]·(ClO<,4>)<,2>·2H<,2>O(3)，[Co<,4>(TACN-COO)<,4>(μ-OH)<,4>]·(ClO<,4>)<,4>·4CH<,3>OH(4)，[Co<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-OH)<,2>]·5H<,2>O(5)和[Co<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-OH<,2>)<,2>]·(ClO<,4>)

5、<,2>·4H<,2>O(6)。配合物3，4，5是有效的能促進DNA水解的斷裂試劑。在pH=7.2和37℃條件下，配合物3，配合物4，配合物5切割DNA的米氏常數(shù)K<,cat>分別為7.09 h<'-1>，3.57 h<'-1>，3.61 h<'-1>。配合物6切割DNA的反應(yīng)是由單線態(tài)氧作為活性物種的氧化過程。 3、氯橋聯(lián)Mn(Ⅱ)，Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)配合物的合成與核酸酶活性研究。晶體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明配合物的化學(xué)式為[Mn

6、<,3>(bpma)<,2>(μ-Cl)<,4>(H<,2>O)<,2>]·Cl<,2>·CH<,3>CN(7)，[Cu<,3>(bpea)<,2>(μ--Cl)<,2>(Cl)<,2>]·Cl<,2>(8)和[Cd<,2>(iPr<,2>TACN)<,2>(μ-Cl)<,2>Cl<,2>](9)。配合物7是一個能促進DNA水解斷裂的試劑。在pH=7.2和37℃條件下，配合物7切割DNA的米氏常數(shù)K<,cat>為1.11 h<'-1>。

7、配合物8切割DNA的反應(yīng)是由單線態(tài)氧或過氧化物作為活性物種的氧化過程。配合物9切割DNA的反應(yīng)是由單線態(tài)氧作為活性物種的氧化機理。 4、單核過渡金屬配合物。得到了八個單核金屬配合物，通過元素分析、紅外、紫外等方法表征了配合物的組成和性質(zhì)，應(yīng)用紫外、熒光、黏度、電化學(xué)等實驗技術(shù)，研究了配合物與小牛胸腺DNA之間的作用。實驗結(jié)果表明，八個配合物與DNA之間均為中等強度插入作用。配合物10和12是兩個簡單有效的能促進pBR322 D

8、NA水解斷裂試劑。在pH=7.2和37℃條件下，濃度為2.15 mM配合物10切割DNA的表觀速率常數(shù)K<,obs>為3.4×10<'-5>s<'-1>；濃度為3.6 mM配合物12切割DNA的表觀速率常數(shù)K<,obs>為2.15×10<'-5>s<'-1>。配合物13和14兩個體系切割DNA反應(yīng)是由H<,2>O<,2>參與的水解機理。 5、以非環(huán)狀多吡啶胺為主要配體μ-oxo橋聯(lián)鐵(Ⅲ)配合物的合成。通過元素分析、紅外、紫外等

9、方法表征了其性質(zhì)；測定了配合物的變溫磁化率，并進行了理論處理，結(jié)果表明化合物中的Fe(Ⅲ)均處于S=<'1>/<,2>自旋態(tài)，在μ-oxo橋聯(lián)鐵(Ⅲ)配合物中比較少見；通過利用紫外、熒光、黏度、電化學(xué)等實驗技術(shù)研究了配合物與小牛胸腺DNA之間的作用，實驗結(jié)果表明配合物與DNA之間為中等強度插入作用；初步研究了配合物的核酸酶活性。 6、羧酸和疊氮橋連的雙核Mn(Ⅱ)，Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)配合物。通過紫外、熒光、黏度、電化學(xué)等實驗

10、技術(shù)，研究了配合物與小牛胸腺DNA之間的作用。配合物25是一個簡單的能促進pBR322 DNA水解斷裂試劑。在pH=7.2和37℃條件下，濃度為1.75 mM：該配合物切割DNA的表觀速率常數(shù)K<,obs>為1.17×10<'-4>s<'-1>。 本論文拓展了化學(xué)核酸酶模擬體系，對模型配合物的核酸酶活性進行了較深入地研究，計算了一些量化參數(shù)，探討了配合物結(jié)構(gòu)與核酸酶活性的關(guān)系，為設(shè)計合成新型的、結(jié)構(gòu)簡單的、高效化學(xué)核酸酶提供了一