甘氨酸席夫堿配合物的合成、表征及生物活性研究.pdf

1、席夫堿配合物在生物、催化、材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)前配位化學(xué)研究熱點(diǎn)之一。合成新的席夫堿配體及配合物、研究其性質(zhì)及應(yīng)用，對配位化學(xué)的發(fā)展有重要的意義。 脫氧核糖核酸是生物最重要的遺傳物質(zhì)，它在遺傳信息的儲(chǔ)存、復(fù)制及轉(zhuǎn)錄中具有非常重要的作用，是基因表達(dá)的基礎(chǔ)。DNA作為目標(biāo)分子用于識別在抑制細(xì)胞功能紊亂和治療某些疾病中的天然和人工分子，這在無機(jī)生物化學(xué)中是極其重要的。小分子特別是過渡及稀土配合物與DNA的鍵合及分子識別特性

2、是生命科學(xué)中重要研究課題。 氨基酸是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，對氨基酸及其衍生物的研究是一個(gè)重要的發(fā)展方向，并且其作為抗癌藥物具有較低的毒性和耐藥性，故對其的研究是有重要意義的工作。本文選擇結(jié)構(gòu)各異的羰基化合物與甘氨酸縮合成席夫堿，合成了過渡及稀土金屬離子的若干配合物；采用元素分析、光譜分析、摩爾電導(dǎo)率、熱分析等方法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，推斷出配合物可能的結(jié)構(gòu)，并對配合物的電化學(xué)性質(zhì)以及對DNA的作用進(jìn)行了研究。 本文合成了3個(gè)

3、系列78種配合物，這些配合物是以過渡元素M(Ⅱ)、稀土元素Ln(Ⅲ)為中心離子，以2-羥基-1-萘酚醛縮甘氨酸鹽、2,4-二羥基苯甲醛縮甘氨酸鹽及鄰香草醛縮甘氨酸鹽為配體合成的。為了得到三元配合物，合成中引入了片段有平面共軛構(gòu)型、含有雜原子的第二配體(如L<,1>：8-羥基喹啉，L<,2>：1，10-菲咯啉)，從而提高配合物與受體活性位點(diǎn)的匹配度，以期目標(biāo)合成并篩選具有生物活性的配合物。配體及配合物的合成是在非水體系中以及較溫和的條件下

4、進(jìn)行的。配合物的組成如下： (1)2-羥基-1-萘酚醛縮甘氨酸鹽席夫堿(HGNAK)配合物的組成分別為：[M(GNA)(H<,2>O)]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)，n=1；M=Ni(Ⅱ)，n=2；M=Co(Ⅱ)，n=3)；[M(GNA)L<,1>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)，n=2；M=Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)，n=3；M=Ni(Ⅱ)，n=4)；[M(GNA)L<,2>]·nH<,2

5、>O(M=Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)，n=2；M=Ni(Ⅱ)，n=3)；[Ln(GNA)(NO<,3>)<,2>]·nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)，n=1；Ln=Yb(Ⅲ)，n=2；Ln=Dy(Ⅲ)，n=3)；[Ln(GNA)L<,1>(NO<,3>)]·nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、sm(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、D·y(Ⅲ)，n=2)；[Ln(ONA)L<,2>(NO<,3>)]

6、·nH<,2>O(Ln=La(m)、Cd(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)，n=2)； (2)2,4-二羥基苯甲醛縮甘氨酸鹽席夫堿(HGDHK)配合物的組成分別為： [M<,2>(GDH)<,2>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)，n=2；Ni(Ⅱ)，n=1)；[M<,2>(GDH)<,2>L<,1>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)，n=1；M=Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，n=3)；[M<,2>(GDH

7、)<,2> L<,2>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，n=2；M=Co(Ⅱ)，n=4)；[Ln<,2>(GDH)<,2> (NO<,3>)<,4>]．nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)，Yb(Ⅲ)，Dy(Ⅲ)，n=2)；[Ln<,2>(GDH)<,2>L<,1>(NO<,3>)<,2>]·2H<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)，Yb(Ⅲ)，Dy(Ⅲ)，n=2)；[Ln<,2>(GD

8、H)<,2>(NO<,3>3)<,2>]·2H<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)，Yb(Ⅲ)，Dy(Ⅲ)，n=2)； (3)鄰香草醛縮甘氨酸鹽席夫堿(HGOVK)配合物的組成分別為： [M(GOV)(H<,2>O)]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，n=3；M=Co(Ⅱ)，n=4)；[M(GOV)L<,1>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)，n=3；M=Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，n=2)；[M

9、(GOV)L<,2>]·nH<,2>O(M=Cu(Ⅱ)，n=3；M=Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，n=2)；[Ln(GOV)(NO<,3>)<,2>](NO<,3>)·nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)，n=2；Ln=Dy(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)，n=3；Ln=Yb(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)，n=4)；[Ln(GOV)L<<1> (NO<,3>)](NO<,3>)·nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)，n=2；Ln=Dy(Ⅲ)、sm(Ⅲ)，n=3；Ln=Yb(Ⅲ

10、)、Gd(Ⅲ)，n=4)；[Ln(GOV)L<,1>(NO<,3>)](NO<,3>)·nH<,2>O(Ln=La(Ⅲ)、、Sm(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)，n=3；Ln=Gd(Ⅲ)，n=4)； 合成的配合物為有色粉末狀物質(zhì)，在空氣中穩(wěn)定。席夫堿配體中主要配位原子有：-RC=N-的N原子、苯環(huán)酚羥基的O原子、-COO<'->中的O原子；水分子通常參與配位或以結(jié)晶水形式存在；NO<'3><'->可以處在配合物的內(nèi)界或外界，內(nèi)界的

11、NO<,3>以雙齒形式配位。 利用Achar的微分法和Coats-Redfern的積分法計(jì)算程序，分別對30種熱分解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了擬合，對部分配合物進(jìn)行了非等溫?zé)岱纸鈩?dòng)力學(xué)處理，得出了配合物的熱分解反應(yīng)機(jī)理、熱分解動(dòng)力學(xué)方程、相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)及活化熵變△S<'≠>和吉布斯自由能變△G<'≠>。 配合物[Cu(GNA)(H<,2>O)]·H<,2>O第一步熱分解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)函數(shù)為：f(a)=1/4(1-α)[-In(1-α)

12、]<'-3> ，熱分解動(dòng)力學(xué)方程式為：da/dt=Ae<'-E/RT>·1/4(1-α)[-In(1-α)]<'-3>，E=224.63 kJ/mol，InA=69/31；△S<'≠>=327.03J/mol·K,△G<'*>=104.61kJ/mol。第三步熱分解動(dòng)力學(xué)函數(shù)符合Ginstling-Brounshtcin方程：f(α)=3/2[(1-α)<'-1/3>-1]<'-1>，熱分解動(dòng)力學(xué)方程式為：da/dt=Ae<'-E/RT

13、>·3/2[(1-α)<'-1/3>-1]<'-1>，E=542.81 kJ/mol，InA=106.54：△S<'*>=327.03J/mol·K，△G<'*>=102.21kJ/mol。配合物[Cu(GNA)L<,1>]·2H<,2>O、[Cu(GNA)L<,2>]·2H<,2>O、[La(GNA)(NO<,3>)2]·H<,2>O、[(GDH)<,2>Cu<,2>]·2H<,2>O、[La<,2>(GDH)<,2>(NO<,3>)

14、<,4>].2H<,2>O、[Dy<,2>(GDH)<,2>(NO<,3>)<,4>].2H<,2>O、[La(GOV)L<,1>(NO<,3>)](NO<,3>)·3H<,2>O、[La(GOV)L<,2>(NO<,3>)](NO<,3>)·3H<,2>O、[Sm(GOV)(NO<,3>)<,2>](NO<,3>)·3H<,2>O的熱分析數(shù)據(jù)略。 本文對部分配合物的電化學(xué)性質(zhì)及與DNA的結(jié)合常數(shù)進(jìn)行了測定，并進(jìn)行了光譜研究，其

15、總結(jié)如下： 配合物[Cu(GNA)(H<,2>O)]·H<,2>O在電極上發(fā)生的電化學(xué)過程是準(zhǔn)可逆的，與DNA的相互作用為靜電模式，與DNA的結(jié)合常數(shù)為1.67x10<'4> L·mol<'-1>；配合物[Cu(GNA)L<,1>]·2H<,2>O、[Cu(GNA)L<,2>]·H<,2>O、[Cu<,2>(GDH)<,2>]·2H<,2>O、[Cu<,2>(GDH)<,2> L<,1>]'H<,2>O、[Cu<,2>(GDH)

16、<,2>L<,2>]·2H<,2>O、[La(GOV)(NO<,3>)2](NO<,3>)·2H<,2>O、[La(GOV)L<,1>(NO<,3>)](NO<,3>)·3H<,2>O、[La(GOV)L<,2>(NO<,3>)](NO<,3>)·3H<,2>O在電極上發(fā)生的電化學(xué)過程均為不可逆，配合物均與DNA發(fā)生了嵌插作用，它們與DNA的結(jié)合常數(shù)分別為4.6×10<'2>、6.05×10<'4>、0.63×10<'4>、1.15×1

17、0<'4>、1.47×10<'4>、3.42×10<'3>、2.65×10<'4>、1.13×10<'5> L·mol<'-1>。 配合物與DNA結(jié)合常數(shù)與配合物的平面性、平面面積相關(guān)。在配體相同的情況下，同一金屬離子的配合物平面性越強(qiáng)，則與DNA的作用能力越強(qiáng)，其結(jié)合常數(shù)越大。紫外光譜法、熒光光譜法與電化學(xué)方法研究所得結(jié)論一致。 采用抑菌圈測定法對部分配體及配合物的抑菌活性進(jìn)行了測定，篩選出了對某些菌種具有選擇性抑制作