聯(lián)咪唑類配體配合物的合成、表征及其切割DNA活性研究報(bào)告

1、.聯(lián)咪唑類配體配合物的合成、表征及其切割DNA活性研究【摘要】：2，2-聯(lián)咪唑具有非常豐富的配位能力，它是多質(zhì)子給予體雙齒配位。它可以中性H_2biim(H_biim=2，2-biimidazole)分子、Hbiim(-1)和Biim(-2)離子三種形式與過渡金屬配位。在生物體內(nèi)，許多金屬蛋白酶都含有組氨酸殘基的咪唑氮與金屬的配位。如，大部分的水解酶中都含有鋅與咪唑氮的配位，各種銅蛋白中含有銅與咪唑氮的配位，特別是在牛超氧化歧化酶中His-61殘基側(cè)鏈的咪唑基是銅離子和鋅離子共用的橋連配體。而且這種配位對(duì)金屬蛋白的功能起關(guān)鍵性的作用。氨基酸殘基經(jīng)常被用在各種調(diào)控蛋白中，通過與DNA中的堿基形成

2、氫鍵而識(shí)別DNA的特殊序列。近二十年來，選擇性識(shí)別和斷裂DNA的化學(xué)核酸酶的研究一直是生物化學(xué)和分子生物學(xué)中最為活躍的前沿領(lǐng)域之一。迄今為止，人們僅發(fā)現(xiàn)了為數(shù)不多的能夠水解斷裂DNA的磷酸二酯鍵的金屬配合物。在本文中，我們以研究聯(lián)咪唑類配合物的配位化學(xué)、結(jié)構(gòu)特性及尋找新的DNA切割基團(tuán)為目的，查閱大量文獻(xiàn)后，主要做了以下幾方面的工作：1本文中我們總結(jié)了聯(lián)咪唑配合物的研究現(xiàn)狀，雖然合成了不少金屬離子與聯(lián)咪唑的固體配合物，但研究其生物活性的還很少，僅僅鋅配合物在結(jié)構(gòu)上與生物分子作了比較，而真正研究它們的生物活性還沒有。而且研究聯(lián)咪唑類配合物的結(jié)構(gòu)特性、配位化學(xué)還有很大的空間。2我們以聯(lián)咪唑?yàn)榕潴w合

3、成了釩配合物VO(H_2biim)(H_2O)_3SO_42H_2O(1)，并得到了單晶，晶體屬單斜晶系，P2_1/n空間群，所得晶體學(xué)參數(shù)為a=8.796(2)()，b=16.337(5)()，c=11.058(3)()，=106.994(3)，V=1519.7(7)()3，Z=4，D_x=1.693gcm(-3)。從結(jié)構(gòu)上，其為扭曲八面體結(jié)構(gòu)，V()與釩酰氧、配體H_2biim的N及H_2O的O原子配位。3因聯(lián)咪唑配體的溶解性特別差，為了改善其溶解性，我們合成了其單甲基衍生物1-甲基-2，2-聯(lián)咪唑(Mbiim=1-methyl-2,2-biimidazole)，同時(shí)研究它是否與聯(lián)咪唑有不

4、同的配位化學(xué)性質(zhì)。以它為配體合成了釩配合物VO(Mbiim)(H_2O)_3SO_4(2)和鋅配合物Zn(Mbiim)_2SO_44H_2O(3)，并得到了3的單晶。晶體屬單斜晶系，C2/c空間群，所得晶體學(xué)參數(shù)為a=25.713(5)()，b=12.652(2)()，c=14.389(3)()，中文摘要戶一xs.ol4(2)o，v叫242.x(15)A，于s，Dx=l.434gcm3。從結(jié)構(gòu)上，其為扭曲的三角雙錐結(jié)構(gòu)，中心zn(11)與硫酸根的一個(gè)O原子和配體Mbiim的N配位。其中五配位的鋅配合物3在結(jié)構(gòu)上是某些鋅酶活性中心的模擬物。4.我們合成了其二甲基衍生物一，1一二甲基一2，2一聯(lián)咪

5、哇(Dmbiim=l，l一dimethyl-2，2七iimidazole)，以它為配體合成了鋅配合物【ZnZ(林Dmbiim)3(504)2:.23H20(4)、鉻配合物【C幾印一ombiim)s(OH)Zel(Clo4)2(s)和銅配合物Cu(Dmbiim)2(HZO)(CIO眾(6)，并得到了它們的單晶。4晶體屬三斜晶系，P一l空間群，所得晶體學(xué)參數(shù)為a二10.195(3)A，b=ZI.o42(s)A，c=22.104(6)A，a“103.354(3)。，戶xo2.65o(3)o，了=一03.97x(3)。，v叫253.2(19)A，2=2，Dx=z.54lgcm一3。從結(jié)構(gòu)上，配體omb

6、iim作為橋基配位，它的兩個(gè)咪哇環(huán)的兩個(gè)N分別與兩個(gè)鋅原子配位，同時(shí)每個(gè)Zn(ll)與硫酸根的一個(gè)O原子和三個(gè)配體Ombiim中的各一個(gè)N配位形成四配位的扭曲的四面體結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)為籠狀，其中硫酸根的一個(gè)O(l)、O(5)原子處于籠的外圍，向外伸展。5晶體屬正交晶系，Pn一3n空間群，所得晶體學(xué)參數(shù)為a=b=e=24.1869(16)A，a=刀=:釣。“，v=14149.5(16)A，z=一2，Dx=l.s76gcm”。從結(jié)構(gòu)上，分子為兩個(gè)串聯(lián)的燈籠狀。H-0一Cr、Crwe毛1一Cr和C卜-0一H組成了燈籠的軸。配體Ombiim作為橋基配位是燈籠的骨架，它的兩個(gè)咪哇環(huán)的兩個(gè)N分別與兩個(gè)鉻原子

7、配位。一個(gè)氯原子和兩個(gè)內(nèi)鉻原子配位，把兩個(gè)燈籠串聯(lián)起來。3.基于許多天然金屬酶中金屬活性中心是銅和鋅的配合物，我們通過電泳技術(shù)研究了鋅和銅配合物的DNA切割活性。研究發(fā)現(xiàn):鋅配合物3和4不能在生理?xiàng)l件下有效切割質(zhì)粒pBR322DNA;而銅配合物6在抗壞血酸存在的情況下能夠在生理pH值及37條件下有效切割質(zhì)粒pBR322DNA，其反應(yīng)符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，速率常數(shù)kobs為1.oo98h-l(37，對(duì)線型增加而言)。通過采用在體系中加入自由基捕捉劑研究，說明反應(yīng)過程不產(chǎn)生輕基自由基(或不以自由基機(jī)理為主)。詳盡機(jī)理的研究仍在進(jìn)行中。本工作的意義在于:(l)本文中合成的幾個(gè)聯(lián)咪哇類的配合物，目前文

8、獻(xiàn)中均沒有報(bào)導(dǎo)，特別是3、4和5具有特殊的結(jié)構(gòu);(2)發(fā)現(xiàn)了一種有效切割質(zhì)粒DNA的化合物銅配合物6(目前還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于聯(lián)咪哇類配合物的化學(xué)核酸酶活性);(3)對(duì)發(fā)展、延伸聯(lián)咪哇類配合物的生物無機(jī)化學(xué)、配位化學(xué)具有重要意義?！娟P(guān)鍵詞】：【學(xué)位授予單位】：XX大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：碩士【學(xué)位授予年份】：2003【分類號(hào)】：O641.4【目錄】：中文摘要4-6英文摘要6-11第一章綜述11-241.1研究背景11-121.2研究現(xiàn)狀12-201.3本文的設(shè)計(jì)思路20-21參考文獻(xiàn)21-24第二章聯(lián)咪唑及其配合物的合成及表征24-362.1實(shí)驗(yàn)儀器及試劑242.22，2-聯(lián)咪唑配體的合成24-262.2

9、.1合成路線及方法24-252.2.22，2-聯(lián)咪唑的表征25-262.3釩配合物26-342.3.1釩配合物VO(H_2biim)(H_2O)_3SO_4.2H_2O()的合成262.3.2VO(H_2biim)(H_2O)_3SO_4.2H_2O的表征26-322.3.3VO(H_2biim)(H_2O)_3SO_4.2H_2O量子化學(xué)從頭算32-34參考文獻(xiàn)34-36第三章單甲基聯(lián)咪唑及其配合物的合成及表征36-503.1實(shí)驗(yàn)儀器及試劑363.21-甲基-2，2-聯(lián)咪唑配體36-383.2.11-甲基-2，2-聯(lián)咪唑(Mbiim)配體的合成36-373.2.2配體的表征37-383.31

10、-甲基-2，2-聯(lián)咪唑配合物38-473.3.1釩配合物38-393.3.2鋅配合物39-47參考文獻(xiàn)47-50第四章二甲基聯(lián)咪唑及其配合物的合成及表征50-734.1實(shí)驗(yàn)所用儀器及試劑504.21，1-二甲基-2，2-聯(lián)咪唑配體50-524.2.11，1-二甲基-2，2-聯(lián)咪唑(Dmbiim)的合成50-514.2.2配體的表征51-524.31，1-二甲基-2，2-聯(lián)咪唑配合物52-704.3.1鋅配合物52-644.3.2鉻配合物64-694.3.3銅配合物69-70參考文獻(xiàn)70-73第五章配合物切割DNA活性研究73-835.1DNA的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)735.2實(shí)驗(yàn)原理73-745.3實(shí)驗(yàn)所用儀器及試劑74-755.4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及具體步驟75-825.4.1銅配合物6對(duì)雙鏈DNA的切割反應(yīng)條件的研究