具有识别DNA功能及催化水解活性的过渡金属配合物的研究

论文摘要

桥联多核结构广泛存在于生物体中金属蛋白和金属酶的活性部位,它们对生物体的生理和催化作用有着至关重要的影响。设计、合成结构新颖的具有抗肿瘤活性和高效催化活性的功能配合物是配位化学和药物化学领域最富有挑战性的课题之一。本论文从设计、合成具有抗肿瘤活性和高效催化活性的功能配合物出发,围绕草酰胺桥联的多核配合物的合成、结构以及它们与DNA之间的相互作用、抗肿瘤作用、催化BNPP水解等进行了比较深入的研究。本论文主要包括以下三个方面的工作:（一）合成了两种新的不对称双取代草酰胺配体（H2dmheox、H3dmoxba）,并以它们和对称的草酰胺单核配体Cu（oxen）、Cu（oxpn）为主要的构筑单元,辅以其它的端基配体,通过改变抗衡阴离子、溶剂、pH等条件定向合成了[Cu（bpy）2（CH3OH）]·（pic）2（1）、[Cu（Me2bpy）2（H2O）]·（pic）2（2）[Cu2（oxpn）（pic）2（CH3OH）2]（3）、[Cu2（oxpn）（bpy）（pic）（H2O）]·（pic）（4）、[Cu2（oxpn）（Me2bpy）（pic）]·（pic）（5）、[Cu4（dmoxba）2（bpy）2]·（ClO4）2（6）、[Cu4（dmoxba）2（phen）2]·（NO3）2·（CH3OH）2（7）、[Cu4（dmoxba）2（Me2bpy）2]·（ClO4）2（8）、[Cu（H2oxen）Cu（oxen）]n·nClO4（9）和[Cu2（dmeox）μ1,1-N3]n（10）十个配合物,通过元素分析、红外光谱、紫外光谱对配体和配合物的组成进行了分析和表征。并通过X-ray解析了以上十个配合物的晶体结构。（二）对所合成的配合物采用滤纸片法和液体培养基稀释法研究了它们对几种常见菌的杀菌活性。初步研究表明,一些多核配合物表现出较强的杀菌活性,为发掘和利用多核配合物的新功能提供了有用的信息,也为进一步探讨此类体系的杀菌机理提供了丰富的素材。运用SRB法配合物应用SMMC-7721和A549进行体外抗肿瘤毒性试验,其中配合物（9）具有一定的抑制细胞增殖的作用。利用荧光法、紫外光谱法、电化学方法和粘度法研究了自由配体、单核配合物配体以及以上合成的配合物与DNA之间的相互作用方式,实验结果表明:双核配合物、四核配合物以及单核配合物与DNA存在插入结合方式,而自由配体、单核配合物配体以及配位聚合物与DNA之间的相互作用为沟槽作用或者静电作用,为抗癌抑瘤药物先导物的设计、合成提供了有一定的理论指导。（三）本论文以具有确定结构的含有配位水的配位聚合物为基础,以它们作为模拟水解酶的模拟酶模型化合物,研究了它们对磷酸二酯（BNPP）水解反应得催化作用,取得了一定的成果。分别从温度、溶液pH值、底物（BNPP）浓度三个方面考察了它们催化磷酸二酯BNPP水解的表观速率常数的变化,结果表明三个配合物均对催化水解BNPP具有良好的效果(k2达到了10-4),其中锰配合物对温度最敏感,在同样的条件下,锰配合物水解BNPP的表观速率常数最大。而且在我们研究的pH值范围内,配位聚合物催化磷酸二酯水解时相邻的金属离子产生协同作用的,初步建立了配位聚合物催化BNPP水解的模型。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 脱氧核糖核酸（DNA）
• 2 金属配合物与DNA之间的相互作用
• 2.1 金属配合物与DNA结合的三种作用方式
• 2.2 配合物与DNA相互作用的研究方法
• 2.2.1 光谱学方法
• 2.2.2 电化学方法
• 2.2.3 流体力学方法
• 2.2.4 NMR方法
• 3 桥联多核配合物
• 3.1 顺式构型的草酰胺桥联多核配合物的合成
• 3.2 反式构型的草酰胺桥联多核配合物的合成
• 3.3 草酰胺桥联多核配合物的应用
• 4 天然酶和水解酶
• 4.1 水解金属酶
• 4.2 磷酸酯酶模拟研究
• 4.2.1 磷酸酯酶模拟中常用的金属离子
• 4.2.2 模拟磷酸酯水解金属酶催化的一般催化机理
• 5 本论文的主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 不对称草酰胺化合物的合成及其与DNA的相互作用
• 1 试剂与仪器
• 1.1 试验试剂
• 1.2 仪器
• 2 配体的合成与表征
• 3dmoxba）的合成与表征'>2.1 不对称配体2-{2-[2-（二甲基氨基）乙基氨基]-2-草酰胺乙氨基)苯甲（H₃dmoxba）的合成与表征
• 2dmheox）的合成与表征'>2.2 不对称配体N-(2-（二甲氨基乙基）-N'-（2-羟基乙基）草酰胺（H₂dmheox）的合成与表征
• 3 配体与DNA的相互作用
• 3.1 试剂和材料
• 3.2 试验条件
• 3.3 结果与讨论
• 2（dmheox）、H₂（dmeox）和H₃（dmoxba）与HS-DNA的相互作用'>3.3.1 配体H₂（dmheox）、H₂（dmeox）和H₃（dmoxba）与HS-DNA的相互作用
• 3.3.2 单核化合物Cu（oxen）和Cu（oxpn）与HS-DNA的相互作用
• 3.3.3 单核化合物Na[Cu（dmoxba）]和Na[Ni（dmoxba）]与HS-DNA的相互作用
• 3.3.4 结论
• 参考文献
• 第三章 单核铜（Ⅱ）配合物的合成、表征及其活性研究
• 1 试剂与仪器
• 1.1 试验试剂
• 1.2 仪器
• 2 单核铜配合物的合成与表征
• 2.1 单核铜配合物的合成
• 2（CH₃OH）]·（pic）₂（1）的合成'>2.1.1[Cu（bpy）₂（CH₃OH）]·（pic）₂（1）的合成
• 2bpy）₂（H₂O）]·（pic）₂（2）的合成'>2.1.2[Cu（Me₂bpy）₂（H₂O）]·（pic）₂（2）的合成
• 2.2 配合物的表征
• 2.2.1 配合物（1）、（2）的组分分析及其溶解性
• 2.2.2 配合物（1）、（2）的红外光谱
• 2.2.3 配合物（1）、（2）的电子光谱
• 2.2.4 配合物（1）、（2）的晶体结构解析
• 3 配合物的生物活性研究
• 3.1 配合物与HS-DNA相互作用
• 3.1.1 配合物（1）和（2）与HS-DNA相互作用的电子吸收光谱
• 3.1.2 配合物（1）和（2）与HS-DNA相互作用的荧光光谱
• 3.2 抗菌活性的研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 参考文献
• 第四章 N,N'-双（3-胺丙基）草酰胺桥联双核铜（Ⅱ）配合物的合成、表征及其活性研究
• 1 试剂与仪器
• 1.1 试验试剂
• 1.2 仪器
• 2 单核铜配合物的合成与表征
• 2.1 单核铜配合物的合成
• 2（oxpn）（pic）₂（CH₃OH）₂]（3）的合成'>2.1.1[Cu₂（oxpn）（pic）₂（CH₃OH）₂]（3）的合成
• 2（oxpn）（bpy）（pic）（H₂O）]·（pic）（4）的合成'>2.1.2[Cu₂（oxpn）（bpy）（pic）（H₂O）]·（pic）（4）的合成
• 2（oxpn）（Me₂bpy）（pic）]·（pic）（5）的合成'>2.1.3[Cu₂（oxpn）（Me₂bpy）（pic）]·（pic）（5）的合成
• 2.2 配合物的表征
• 2.2.1 配合物（3）、（4）、（5）的组分分析及其溶解性
• 2.2.2 配合物（3）、（4）、（5）的红外光谱
• 2.2.3 配合物（3）、（4）、（5）的电子光谱
• 2.2.4 配合物（3）、（4）、（5）的晶体结构解析
• 2.2.5 小结
• 3 配合物的生物活性研究
• 3.1 双核铜配合物与DNA相互作用的研究
• 3.1.1 试验部分
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.2 抗菌活性的研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 参考文献
• 3dmoxba）桥联的四核铜（Ⅱ）的合成、表征及其与DNA的相互作用研究'>第五章 不对称草酰胺配体（H₃dmoxba）桥联的四核铜（Ⅱ）的合成、表征及其与DNA的相互作用研究
• 1 试剂与仪器
• 1.1 实验试剂
• 1.2 仪器
• 2 配体的合成与表征
• 3 四核铜配合物的合成与表征
• 3.1 四核配合物的合成
• 4（dmoxba）₂（bpy）₂]·（ClO₄）₂（6）的合成'>3.1.1[Cu₄（dmoxba）₂（bpy）₂]·（ClO₄）₂（6）的合成
• 4（dmoxba）₂（phen）₂]·（NO₃）₂·（CH₃OH）₂（7）的合成'>3.1.2[Cu₄（dmoxba）₂（phen）₂]·（NO₃）₂·（CH₃OH）₂（7）的合成
• 4（dmoxba）₂（Me₂bpy）₂]·（ClO₄）₂（8）的合成'>3.1.3[Cu₄（dmoxba）₂（Me₂bpy）₂]·（ClO₄）₂（8）的合成
• 3.2 配合物的表征
• 3.2.1 配合物（6）、（7）、（8）的组分分析及其溶解性
• 3.2.2 配合物（6）、（7）、（8）的红外光谱
• 3.2.3 配合物（6）、（7）、（8）的电子光谱
• 3.2.4 配合物（6）、（7）、（8）的晶体结构解析
• 4 四核铜配合物与DNA之间的相互作用研究
• 4.1 试验部分
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 配合物（6）、（7）和（8）与DNA相互作用的电子吸收光谱
• 4.2.2 配合物（6）、（7）和（8）与DNA相互作用的荧光光谱
• 4.2.3 配合物（6）、（7）和（8）与DNA相互作用的电化学谱图
• 4.2.4 配合物（6）、（7）和（8）与DNA相互作用的粘度试验
• 4.3 小结
• 参考文献
• 第六章 草酰胺桥联的铜（Ⅱ）配位聚合物的合成、表征、体外抗肿瘤活性及其与DNA的相互作用研究
• 1 试剂与仪器
• 1.1 实验试剂
• 1.2 仪器
• 2 配位聚合物的合成与表征
• 2.1.配位聚合物的合成
• 2oxen）Cu（oxen）]_n·nClO₄（9）的合成'>2.1.1[Cu（H₂oxen）Cu（oxen）]_n·nClO₄（9）的合成
• 2（dmeox）μ_1,1-N₃]_n（10）的合成'>2.1.2[Cu₂（dmeox）μ_1,1-N₃]_n（10）的合成
• 2.2 配合物的表征
• 2.2.1 配合物（9）、（10）的组分分析及其溶解性
• 2.2.2 配合物（9）、（10）的红外光谱
• 2.2.3 配合物（9）、（10）的晶体结构解析
• 3 生物活性的研究
• 3.1 体外抗肿瘤试验
• 3.1.1 试验部分
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.2 配合物与DNA之间的相互作用
• 3.2.1 试验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 参考文献
• 小结
• 第七章 N,N'-双（乙酸根）草酰胺桥联配位聚合物模拟水解酶催化酯水解的动力学研究
• 1 试验部分
• 1.1 试剂
• 1.2 N,N'-双（乙酸根）草酰胺桥联配位聚合物的合成
• 1.3 方法
• 1.4 试验条件
• 2 N,N'-双（乙酸根）草酰胺桥联锰（Ⅱ）模拟酶催化BNPP水解的结果与讨论
• 2.1 配合物的构型及酸碱平衡
• 2.2 配合物催化BNPP的水解机理
• 2.3 配合物催化BNPP的动力学模型及其定量处理
• 3 N,N'-双（乙酸根）草酰胺桥联镉（Ⅱ）模拟酶催化BNPP水解的结果与讨论
• 3.1 配合物的构型及酸碱平衡
• 3.2 配合物催化BNPP的水解机理
• 3.3 配合物催化BNPP的动力学模型及其定量处理
• 4 N,N'-双（乙酸根）草酰胺桥联锌（Ⅱ）模拟酶催化BNPP水解的结果与讨论
• 4.1 配合物的构型及酸碱平衡
• 4.2 配合物催化BNPP的水解机理
• 4.3 配合物催化BNPP的动力学模型及其定量处理
• 5 三个配位聚合物模拟酶催化BNPP水解的结果比较
• 6 小结
• 参考文献
• 结论与创新
• 附录
• 致谢
• 个人简介
• 发表的学术论文