（无机化学专业论文）脂氧合酶模型化合物的合成、表征及反应性研究.pdf

硕士学位论文 囊矗a s t e r st h e s i s 摘要 得到五种富含苯并咪唑配体的脂氧合酶模型化合物单晶，并通过紫外一可见光 谱( u v - v i s ) 、红外光谱( i r ) 、摩尔电导( 人。，) 、循环伏安( c v ) 、x 射线单晶衍射等 测试手段表征了这些配合物。 这些化合物中心原子配位的晶体结构为变形八面体构型，其中最有趣的是由双 核配体d t p b 得到的单核化合物 f e ( d t p b ) ( o c ：h 5 ) ( c l o 。) 4 3 h 。0 和 f e ( d t p b ) ( o c ：h 5 ) ( n 0 3 ) 。3 h 。0 。它们具有相同的内界配位结构，中心原子与三个苯并咪唑n 、 两个烷胺氮配位，醇羟基占据这第六个配位位置，而且未参与配位的苯并咪唑烷胺n 原子都发生了质子化现象。另外，本该具有催化活性的f e ( i i i ) 化合物 f e ( n t b ) ( s a l ) c 1 2 h 。0 出人意料地表现脂氧合抑制活性。 用硫代巴比妥法( 2 - t h i o b a b i t u r i ca c i d ，t b a ) 测定了8 种金属配合物的脂氧合 酶活性，在p h = 7 0 - 8 5 和t = 6 0 条件下利用公式k t = l n ( & - a 。) ( a f _ a 。) 求出亚油 酸氧化反应动力学准一级速率常数k ，其数量级在1 0 吨- - l o 3 内变化。 通过电喷雾质谱( e s i - m s ) 检测配合物催化亚油酸氧化产物分析，质谱图中主要 出现了a 一羟基乙醛、壬烯醛、壬醛酸等次级产物及与t b a 的加合物的分子离子峰j e s r 自旋追踪实验表明模型化合物催化亚油酸氧化可能是按照自由基机理进行的。 化合物 f e ( d t p b ) ( o c ：h 。) ( c 1 0 4 ) 。3 h ：0 、 f e ( d t p b ) ( o c 2 h 。) ( n 0 3 ) 。3 h ：o 有不同的外界 阴离子，表现出不同的促进亚油酸氧化活性，实验结果表明前者的活性明显高于后 者。另外这两种配合物还选择性切割底物的羧端0 ，b 位和c 。位，造成c - c 键的断裂， 这个反应可能是按照m c l a f f e r t y 重排和戊二烯a 一裂解机理或二者相互促进，兼而 有之进行的，和脂氧合反应产生竞争。 关键词：脂氧合酶模型化合物，活性，抑制性，m c l a f f e r t y 重排，a 一裂解 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t f i v e i r o n ( i i ，i i i ) 一c o n t a i n i n g c o o r d i n a t i o nc o m p o u n d sw i t hb e n z i m i d a z o l y l r i c h l i g a n dh a v eb e e ns y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e db yu l t r a v i o l e t v i s i b l es p c c t r a ( u v - w s ) ， i n f r a r e ds p e c t r a ( i r ) ，m o l a rc o n d u c t i v i t y , c y c l i cv o l t a m m e t r y ( c v ) a n dx - r a yd i f f r a c t i o n a n a l y s i s t h eg r o m e t r i cs t r u c t u r eo ft h e s ec o m p l e x ss h o wad i s t o r t e do c t a h e d r o n i t s i n t e r e s t i n g t h a tt h e c o m p l e x e s【f e ( 2 h + - d t p b ) c o c 2 h 5 ) ( c 1 0 4 ) 4 3 h 2 0 a n d 【f e ( 2 h + 一d t p b ) c o c 2 h s ) ( n 0 3 ) 4 。3 1 - 1 2 0h a v eas a m ec o o r d i n a t e ds t r u c t u r e ，t h ec e n t e r a t o mi sb o u n d e db yt h r e eb e n z i m i d a z o l y ln i t r o g e n sa n dt w oa m i n on i t r o g e n so fd t p b ， t h es i x t hp o s i t i o ni so c c u p i e db ye t h y l o x yg r o u p t h et w ou n c o o r d i n a t e db e n z i m i d a z o l y l g r o u p sa l ee x p a n d i n gi nt h es p a c e ，a n dt h et r i a l k y l a m i n on i t r o g e n sa r ep r o t o n a t e d 。i n a d d i t i o n ，t h em e a r c m c n t o f l i p o x y g e n a s e m i m i ca c t i v i t ys u g g e s t t h a t c o m p l e x f e ( r 叮m ) ( s a l ) 0 2 h 2 0i sai n h i b i t o rt o w a r dt h eo x i d a t i o no f l i n o l e i ca c i d ( l a ) t h el i p o x y g e n a s e - m i m i c k i n ga c t i v i t yo fs o m ec o m p o u n d sh a v eb e e nd e t e r m i n e db yt h e d a s s i cm e t h o do ft h i o b a b i t u r i ca c i d ( t e a ) a n dt h ep s e u d o f w s t o r d e rr a t ec o n s t a n t so fl a o x i d a t i o nh a v e b e e na c q u i r e d t h er e s u l t ss h o wt h a tm o s tm o d e lc o m p l e x e sc a nc a t a l y z e l ao x i d a t i o ni nt h ec o n d i t i o n so fp h = 7 0 8 5a n dt = 6 0 ，c o m p l e x e sf e ( c m ) ( n 0 3 h 0 ，5 h 2 0 0 5 c z h s o ha n df e ( n t b ) ( s a l ) c 1 2 h 2 0s h o wi n h i b i t o ri nt h i sc o n d i t i o n s ，h o w e v e r c o m p l e xf e ( e d t b ) c i c 1 0 4 2 h 2 0l a c ka n yo x i d a t i o na c t i v i t i e s t h ep s e u d o - f r i s t - o r d e r r a t ec o n s t a n t so ft h em o d e lc o m p o u n d sa r e1 0 - 2 _ l f f 3 r a i n 1 e l e c t r o s p r a yi o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e t r y ( e s i m s ) a s s a y si n c i d a t e dt h a to x i d a t i v e p r o d u c t so fl a a r ea - h y d r o x y e t h a n a l ，n o n e n a l ，n o n a n a la c i da n dt h e i rt b a - a d d u c t s t h e e s r s p i nt r a p p i n gs p e c t r u ms u g g e s tt h a tt h ep a t h w a yo fl a o x i d a t i o nm a yb ear a d i c a l m e c h a n i s m m o r e o v e r , 0 0 a l s os e l e c t i v e l ya t t a c ko nc h 2g r o u po fc a r b o n - 1 1s i t u a t i o n ， t h em o s tp r o m i n e n te x a m p l e sa l ec o m p l e x e s 【f e ( d t p b ) ( o c z h 5 ) ( c l 0 4 ) 4 3 h z oa n d 【f e ( d t p b ) ( o c 2 h s ) ( n 0 3 ) 4 。3 h 2 0 ，t h ep a t h w a yo fl ac l e a v a g em a yb em c l a f f e r t y r e a r r a n g e m e n ta n d t h eo c l e a v a g eo fo x y g e n a t i o no f1 , 4 一p e n t a d i e n ew h i c hw o u l dr e d u c e t h es t e po fr a d i c a lm e c h a n i s mo fl ao x i d a t i o n k e y w o r d s ：l i p o x y g e n a s e m o d e lc o m p l e x ；l i p o x y g e n a s e a c t i v i t y ；i n h i b i t ； m c l a f f e r t yr e a r r a n g e m e n t ；a - c l e a v a g e 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：李弓甏日如：加6 年6 月了日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，l l p 学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名：力踵 日期：知口6 年月日 导师签名： r 协 日期：z 御年舌月7 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程 中的 规定享受相关权益。圃童途塞握銮后溢廑；旦堂生；旦二生；鱼三生筮壶! 作者签名：巷j ；鬟 日期：力叼6 年月t 日 撕始方胁 日期：俨易年多月7 日 硬士学位论文 m a s r e r st h e s i s 第一章文献综述 脂质过氧化是造成细胞损伤的主要原因之一，其氧化分解产物在生物体衰老、 药物毒性以及许多人类慢性疾病的病理中都起着重要作用，如：哮喘，动脉硬化、 类风湿性关节炎、烧伤、自内障、糖尿病、中风、帕金森症等。脂氧合酶 ( l i p o x y g e n a s e ，l o ) 是分子量在9 0 ，o o o 1 0 0 ，0 0 0 间的非血红素铁酶，具有选择性 催化脂中具有顺，顺一1 ，4 戊二烯结构的不饱和脂肪酸二氧合，催化结果生成丙二醛、 己醛、壬醛、壬烯醛等小分子“名引。自从1 9 3 2 年报道了源于大豆的l 0 以来，人们 一直对其机制进行研究。直到1 9 7 5 年对动物l o 的首次报道，人们才逐渐发现脂氧 合酶广泛存在于动、植物体内，它不仅参与多不饱和脂肪酸的新陈代谢，还关系到 细胞分裂、胁迫及老化等生理、病理过程h 5 1 。因此，研究脂氧合酶活性部位结构、 脂质过氧化及其次级分解产物在生物体中的含量并进行定量分析，已成为化学、生 物学、医学等领域科研工作者研究热点。 l o 在植物体内衰老过程中发挥着重要作用，它催化不饱和脂肪酸的氧合反应， 可以直接作用于膜脂，从而导致膜脂氧化促进组织衰老嘲。脂肪氧合酶( l 0 ) 作用于 亚油酸( l i n o l e i ca c i d ，l a ) 生成亚油酸过氧化物l o o h ( h y d r o p e r o x y l i n 0 1 e i c a c i d ，h p o d ) 及一系列小分子醛、酮、酸、酯，它们可能与植物的抗性机制有关。 例如茉莉酸( j a s m o n i ca c i d ) 、茉莉酸甲酯( m e t h y lj a s m o n i ca c i d ) 、愈创酸 ( t r a u m a t i ca c i d ) 、愈创素( t r a u m a t i n ) 是植物体受到外界生物和非生物胁迫时所 产生的信号分子。另外，植物在生长过程中受到真菌、细菌、病原菌等一系列生物 或非生物因素的伤害时，会诱导植物l 0 活性的增加，因而l o 与植物的防御机制也 密切相关嘲。 在哺乳动物体内，脂氧合酶( l o ) 的生理功能已经基本确定，它催化廿碳四烯酸 ( 即花生四烯酸，a r c h i d o n i ca c i d ，从) 发生过氧化反应，代谢产物是一些炎症介 导物质，如：白三烯( 1 e u k o t r i e n e ) 、前列腺素( p r o s t a g l a n d i n ) 等氧化脂质 ( 1 i p o x i n ) 。白三烯直接影响白血球的活化、转移和吸附，促使气管、血管的收缩， 使脉管渗透能力提高；前列腺素可引起微脉管系统的扩张，起控制细胞毒素毒害的 功能；同时脂氧合酶在动物体内还具有网状细胞膜降解、癌细胞和肿瘤细胞转移机 制陋9 ，1 0 o 因此，全面了解脂氧合酶的结构和作用机理将为药物设计提供理论依据。 脂氧合酶是( l 0 ) 一类含单核铁的非血红素蛋白，最早报道是于1 9 3 2 年，人们对 其研究是从易于获得和纯化的大豆脂氧合酶1 ( s o y b e a nl i p o x y g e n a s e - l ，s l o 1 ) 矮士学位论文 m a s t e r st h e s l s 开始的。通过对其活性部位结构已开展了大量的光谱测试，人们到目前为止通过x 射线晶体结构衍射确定结构的l o 已有数种n 1 1 羽，其中对大豆氧合酶l ( s l o - 1 ) ，大 豆脂氧合酶3 ( s l o 3 ) 和从兔体内分离的脂氧合酶1 5 ( r l o 1 5 ) 的结构研究最为详尽。 以f e ( i i ) 为活性中心，但活化态为f e ( i i i ) 的大豆脂氧合酶l ，3 为例，其活性中心 f e ( i i ) 与三个组氨酸咪唑氮原子( h i s 。，h i s 瞅，h i s 啪) ，一个异亮氨酸羧基氧原子 ( i l e 。鞠) ，一个天冬酰胺羰基氧原子( a s n 斟) ，一个水分子配位；1 5 - r l o 活性部位f e ( i i ) 与s l o _ 1 ，s l o - - 3 类似，仅a s n 6 9 4 被眦s 姗取代，其它配位的氨基酸残基与s l o 相似， 分别为h i s 跏h i s h i s 锄1 1 e 鼢，和一个空位，水分子配位在催化l a 氧化过程 中起着关键的作用 1 3 os l o - 1 ，r l o - 1 5 活性部位f e ( i i ) 的配位环境如图( 1 1 ) ： - e 0 ，f 6 _ 1 ，剐 邺夕强3 - i e “ 咎 i 。, , h i s 矧s 4 5h 9 h i s 3 6 1 图1 1c o o r d i n a t i o ne n v i r o m e n to fs l q c o o r d i n a t i o ne n v i r o m e n to fr l 0 5 脂氧合酶在植物体中的底物主要为亚油酸( l i n o l e i ca c i d ，l a ，十八碳二烯 一9 ，1 2 酸) 和亚麻酸( l i o n l e n i ca c i d ，l n a ，十八碳三烯9 ，1 2 ，1 5 酸) ，在动物体内 主要作用于花生四烯酸( a r a c h i d o n i ca c i d ，从，二十碳四烯一5 ，8 ，1 1 ，1 4 酸) 。对脂 氧合酶催化多不饱和脂肪酸的机理一直有很多争论，但一般都认为l o 的催化反应 过程经历了一个f e 2 + 与f e 3 + 相互转化的循环，l a w r e n c eq u e ，y u z on i s h i d a 等人认 为脂氧合酶催化不饱和脂肪酸氧化有两种可能机理，一种是自由基机理；另一种是 有机金属化合物机理n 4 1 砌。两种机理中脂肪酸氧化的决速步骤都是第一步氢原子 的夺取( 如图1 2 ) 。 对于自由基机理，多不饱和脂肪酸在脂氧合酶的作用下，一般经历了氢原子夺 取、自由基重排和o 。分子插入这样一个反应历程n7 埔1 9 1 ，如图1 3 。反应的第一步 是从2 一烯丙基的亚甲基上夺取氢原子形成戊二烯自由基。在第二步自由基重排时， 戊二烯自由基电子重新分布，既可以从l a 的甲基端( m t ) 进行，也可从羧基端( c t ) 进行。分子0 2 在重排后的戊二烯自由基体系的c 或c 。处引入，构成了一个新的手性 中心，它的构型( s 或r ) 取决于l o 的结构。以亚油酸的自由基催化氧化为例：脂氧 合酶首先在微量自氧化后的亚油酸作用下活化，活化态的l o _ f e 3 + 以立体特异性的 方式催化脱去亚油酸c 。亚甲基上的氢原子生成亚油酸自由基复合体l o f e 2 乙l a 该复合体接着进行自由基重排生成c 。或c 。l a ；l a 进一步与0 2 分子作用形成脂过 2 碛士学位论文 m a s t e r st h e s i s 氧自由基l 0 0 ；该自由基随后夺取另一分子亚油酸分子的亚甲基氢原子，并被还原 成9 一或1 3 一氢过氧化亚油酸，同时l 伊f e 2 + 被氧化成f e 3 + 形态脚1 。自由基反应过程如 下： ( 1 ) 引发期：油脂分子在光，热，金属催化剂的作用下产生自由基： l a h + l o - f e 3 + 一l 沪f e 扎l a + h + ( 2 ) 传播期：l 舻f e 2 + - 以+ 0 2 一l o f e 2 + - l o o 。； ( 3 ) 终止期：l o _ f e 2 + l a + l ，a h l 0 - f e 2 + - l ，0 0 + l o o h 。 h 霉一一 h 誊_ h v 酽产h 2 ) 产h 3 顾士学位论文 m a s t e r st h e s i s 。翌一r a d i c 型a l , 1 i n h 声艰曳噶 v 奢硝罱、绺c o o 卜| c - 只= 矿弋眉尊噶氐其c o d i l nl 嚣釜黛三j l h 啦 v 印h 魄c 弋售霉、眷、盎、r 潮睇黼q 扣弋棼、案氐r c o o h 图1 3晚分子插入的自由基作用机理 通过对s l o - l 活性部位研究证实，脂氧合酶( 乙o ) 在催化不饱和脂肪酸( p u f a ) 发 生氧化之前，首先需要一个酶活性的诱导过程，即l 0 的f e ( i i ) 中心是不具有活性 的，必须经由生物体内少量的烃过氧化物( r o o h ) 把f e 2 + 一o h ：活化成f e 3 + 一0 h 咖。 在f e h f e n 变化过程中诱导酶催化反应的发生，且脂氧合酶( l 0 ) 由原来的无色， 氧化还原电势在6 0 0 土l o o m y ( v s n h e ) ，氧化生成黄色的含f e ( ) 活性配位结构的 f e 1 一o h ( 入_ = 3 5 0 r i m ) ，如果有过量的l 0 0 h 或者其它的烷基过氧化物( r 一0 ， f e h l 0 h 会继续反应生皖紫色的f e n l 一0 0 h ( x _ = 5 8 5 n m ) ( 如图l 3 ) 。氧化过程中价态 及颜色的变化可以作为脂氧合酶( l o ) 催化作用过程中的一个佐证。 o ， 唏h ，r o o h f 广广 图1 4t h et h r e es p e c t r o s c o p i c a l l yc h a r a c t e r i z e ds p e c i e si n1 i p o x y g e n a s e l 为进行体外酶催化作用的模拟，生物无机化学工作者根据脂氧合酶( l o ) 活性 部位结构合成了一系列含铁的模型化合物，从氧分子活化和催化氧化不饱和脂肪酸 断链生成醛、酮、醇、酸、酯等性质方面来研究拟酶活性。y u z on i s h i d a 瞄1 科研小 组以l 1 ，l 2 ，e d t a ( e d t a = 乙二胺四乙酸) ，a c e n 为配体，合成了单核铁配 n a f e ( e d t a ) 蚴， f e ( a c e n ) c 1 啪1 及含双核铁的配合物 f e ：l 1 ( c h 3 c 0 2 ) 。 一和 f e ：l 2 ( n o 。) 。 ，并以亚油酸( l a ) 为底物，跟踪测定l a 氧化降解产物，推测在催化过 程中模型化合物活化了o 。分子。该小组还以f e n l ( n t b ) c 1 。为拟酶化合物与叔丁基过 氧化氢( t b h p ) 作用模拟氧的活化，观察到有不稳定中间体生成，反应过程可能类似 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 于l o 中f e 1 一o h ：hf e n l 一o hhf e n l 一o o h 转化过程中后一步配位形式变化乜训。另 外，l a w r e n c eq u e 课题组以含毗啶的t l a ，t p a 为配体合成了一系列含单核亚铁的模 型化合物，其中 f e u ( 6 - m e 。- t p a ) ( p h c o 2 ) c i 0 4 与t b h p 作用生成桃红色物质，e p r 信号显示由高自旋的f e ( i i ) 氧化生成高自旋的f e ( i i i ) 2 0 , 2 4 ，已报道类似的模型化 合物还有 f e n ( b p t e t a ) ( c 1 0 , ) 。， f e u ( p z b ) ： - ， f e n l ( t n p a ) ( o h ) ( c h a c 0 0 ) c 1 0 , 冽等 ( t l a ，t p a ，t n p a ，b p t e t a ，p z b 结构如图1 5 ) 。其中 f e ( p z b ) ： 一离子在c h 2 c 1 ：中对诱 导氧化甲基亚油酸效果非常明显嘲。 1 1 - h 0 2 c 、 h o2 c 一 _ c o2 h 一c o2 h t l a = t n p a 2 6 睇州扣匿了v 、斜 l h 3 c ) 乒一c h 2 n h 、 p z b = v y b i h 图1 5 几种配体结构图 5 n n 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 根据化合物结构相似、性质相近的基本规律，我们课题组已合成了与天然酶活 性部位结构相似的多种富含苯并咪唑( 或羧基) 的单核、双核、三核、四核铁模型化 合物，主要使用的配体分别是i d b ( n ，n 一二( 2 一苯并咪唑甲基) 一亚胺； b i s ( b e n z i m i d a z o l - 2 - y l m e t h y l ) a m i n e ) ，c t b ( n ，n ，n ，n 一四( 2 一苯并咪唑甲基) 反环己烷邻二胺；n ，n ，n ，n 一t e t r a k i s ( b e n z i m i d a z o l 一2 y l m e t h y l ) 一 c y c l o h e x a n e 一1 ，2 一t r a n s d i a m i n e ) ，e d t b ( n ，n ，n ，n 一四( 2 一苯并咪唑甲基) 一1 ，2 一 乙二胺；n ，n ，n ，n 一t e t r a k i s ( b e n z i m i d a z o l 一2 y l m e t h y l ) 一1 ，2 一e t h a n e d i a m n e ) ， e g t b ( n ，n ，n ，n 一四( 2 一苯并咪唑甲基) 一l ，1 0 一二氮一4 ，7 一二氧癸烷； n ，n ，n ，n 一t e t r a k i s ( b e n z i m i d a z o l 一2 一y l m e t h y l ) 一l ，4 一d i e t h y l e n e a m i n og l y c o l e t h e r ) 和d t p b ( 1 ，l ，4 ，7 ，7 一五( 2 一苯并咪唑甲基) 一二乙基三胺； l ，l ，4 ，7 ，7 - p e n t a k i s ( 1 h b e n z i m i d a z o l 一2 一y l m e t h y l ) 一l ，4 ，7 - t r a z a h e p t a n e ) ，其中 对c t b 为配体的化合物我们研究的最为详细。由电喷雾质谱( e l e c t r o s p r a y i o n i z a t i o nm a s ss p e c t r a ，e s i - m s ) 对氧化次级产物分析结果可知，模型化合物 f e u ( c t b ) c 1 ：催化亚油酸氧化反应次级产物中含有己醛、壬醛、丙二醛、十二醛酸等 物质，在生物体内这些分子与亚麻酸氧化产物茉莉酸和茉莉酸甲脂构成抗协迫反应 的信号分子汹1 ：而模型化合物f e n l ( i d b ) c l 。除了有促进亚油酸氧化作用外，还发生 了m c l a f f e t y 重排反应。 为了进一步研究l o 及其模型化合物催化底物发生氧化的程度，需要对生成 l o o h 及其次级产物的量详细分析。由于l o o h 是l a 直接氧合产物，在紫外区 2 3 4 n m 处有一吸收峰( 摩尔吸光系数e = 2 3 6 0 0 m o l u l c 酊1 ) ，跟踪测定其生成量可以很 好地分析出l o ( 或模型化合物) 的催化功能。但是生成l o o h 的反应需在低温下进行 ( 0 ) ，并且反应速率较小，产物很不稳定，室温下就能很快裂解生成小分子 次级产物，其中以含三碳，六碳，九碳醛为主。亚油酸氧化断链位置可以在g c 渤 c 。：一c 。之间( 图1 6 ) 。由于l o o h 次级产物较多，逐个检测很不容易，近几年随 着分析测试水平的提高，色谱分析手段已经开始应用于脂质降解产物的分析嘲越1 ， 使对不饱和脂肪酸氧化有进一步认识。传统评价脂质过氧化的程度是采用用硫代巴 比妥( t h i o b a b i t u r i ca c i d ，t b a ) 法分析，一般认为亚油酸( l a ) 在降解过程中生成 的烷基醛( 如己醛) 与t b a 反应生成黄色产物，在可见光区4 5 0 n m 附近处有一吸收峰； 烯醛与t b a 反应生成桔黄色产物在4 9 5 n m 附近有一吸收峰；丙二醛等二烯醛与t b a 反应红色产物在5 3 2 n m 有吸收口2 】。由于生物样品中存在多种不饱和脂肪酸( p u f a ) ， 如：油酸( o i l e i ca c i d ，c ，。h 。0 。) ，反油酸( e l a i d i ca c i d ，c ，8 h 弘0 2 ) ，反亚油酸 ( 1 i n o e l a i d i ca c i d ，c 1 8 h 3 2 0 2 ) ，亚麻酸( 1 i n o l e n i ca c i d ，c 1 8 h 3 0 0 2 ) ，桐酸 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s ( e l a e o s t e a r i ca c i d ，c 1 8 h 扪2 ) ，二十碳三烯酸( e i c o s a t r i e n o i ca c i d ，c 加h 3 2 0 2 ) ， 二十二碳三烯酸( d o c o s a t r i e n o i ca c i d ，c 盟h 3 8 0 z ) ，肾上腺酸( a d r e n i ca c i d ， c 2 2 如0 2 ) ，二十二碳六烯酸( d o c o s a h e x a e n o i ca c i d ，c ：2 h 3 ：0 2 ) 等，随着p u f a 中不饱 和键数目的增加，氧化产物裂解生成丙二醛( m a l o n d i a l d e h y d e ，缩写，m d a ) 的量也 依次增大，m d a 与硫代巴比妥酸反应在5 3 2 n m 有吸收( 图1 7 ) ，因此，通过测定脂 质过氧化产物中丙二醛的量可以评估氧化酸败( r a n c i d i t y ) 的程度。 m 1 吐= 2 1 21 吼， 1 新c 坳7 c o o 卜 m - - = 1 4 0 图1 6 亚油酸氧化断镍付詈 t b am o a 图1 7 丙二醛( i v r ) a ) 与硫代巴比妥酸( t b a ) 缩合反应 由于f e ( i i ) 极易被氧化为f e ( i i i ) ，在大多数文献中报道的是f e ( i i i ) 化合物， 很多人认为在脂肪酸氧化过程中起活化作用的是f e ( i i i ) 化合物，它催化不饱和脂 肪酸氧化，对促进植物生长、果实成熟以及抗性增加有利汹潮，。但脂氧合酶的抑制 在医学上也有很重要的意义，因此有必要从它的低价态开始进行研究。本文把讨论 l o 作用机制作为一个重点，选取了较为简单的亚油酸( l a ) 作为底物进行研究由于 l a 中仅含有两个双键，氧化次级产物中丙二醛( m d a ) 的量较少口，因而仅仅通过测 m d a 的量略显不足。为了弥补t b a 法的这种缺陷，本文除用u v - v i s 谱跟踪测定烷基 醛、烯醛、二烯醛生成的吸收峰，还采用电喷雾质谱( e s i - m s ) 技术对氧化产物予以 分析。从动力学角度考虑，本文利用公式l n ( a f _ a 。) = - k t + i n ( a r - a ；) 处理紫外一可见光 谱记录的数据，求出了亚油酸氧化的准一级反应速率常数( p s e u d o - f i r s t - o r d e r r a t ec o n s t a n t ) k ，以定量比较不同模型化合物的反应活性。 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 一、化学试剂 第二章实验部分 二乙三胺五乙酸( 职p a ) ，乙二氨四乙酸( e d t a ) ，氨三乙酸( n t a ) ，亚氨基二乙 酸( i d a ) ，乙二醇，甲酸钠，甲酸，苯甲酸钠，苯甲酸，无水乙酸钠，水杨酸钠， 水杨酸，l ，l o 一二氮杂菲，丁二酸钠，硝酸铁f e ( n o 。) 。9 h 。o ，高氯酸铁f e ( c 1 0 4 ) 。9 h 。o ， 三氯化铁( f e c l 。6 h ：o ) ，氯化亚铁f e c l 。6 h ：0 ，甲醇，9 5 乙醇，乙醚，丙酮，n ，n 一 二甲基甲酰胺，高氯酸，盐酸，氢氧化钠，三氧化二铁，四丁基氢氧化铵，亚油酸， 2 一硫代巴比妥酸。 以上试剂中邻苯二胺为化学纯试剂( c r ) ，亚油酸，硫代巴比妥酸为生化试剂， 其它均为分析纯试剂( a r ) 。 二、分析仪器 b r u k e ra x ss n a r t4 0 0 0c c d 单晶衍射仪；上海d d s ii a 型电导仪；电化学分 析仪( b a b i o o a 型) ( 电解池为三电极电解池，对电极( p t ) ，工作电极( 玻碳电极) ， 参比电极( a g a g c l 电极) ；s h i m a d a z u u v 一2 6 5 型紫外可见分光光度计；红外光谱仪 ( b r u k e ri f s6 6 v 型) ；电喷雾质谱分析仪( a p l 2 0 0 0 型) ，p h s 一3 c 型酸度计，w s 7 0 一l 型红外线快速干燥器。 配体的合成与提纯 配体是由化学纯原料多元胺羧酸与邻苯二胺按比例在乙二醇溶剂中合成的，经 过多次乙醇重结晶，蒸馏水洗涤、过滤，可得到配体结晶。用这种方法我们合成了 六种配体，分别是d t p b ，e g t b ，i d b ，n t b ，c t b 和e d t b ( 分子结构见图2 1 ) ，下面以 d t p b 与c t b 为例来说明配体的合成与提纯步骤。 1 1 ，1 ，4 ，7 ，7 一五( 2 一苯并咪唑甲基) 一二乙基三胺( d t p b ) 由二乙三胺五乙酸 ( d i e t h y l e n e t r i a m i n e p e n t a a c e t i ca c i d ，d t p a ) 与邻苯二胺按物质的量之比l ：5 ( d t p a 质量为2 0 克，邻苯二胺质量为2 7 克) ，以乙二醇为溶剂，1 6 0 共热缩合约 6 个小时，直到无水蒸汽放出为止。缩合产物冷却至1 2 0 倒入烧杯，边搅拌边加 入2 0 0 m l 蒸馏水。冷却至室温，变粘稠，加入适量无水乙醇，静置过夜。过滤得到 8 顽士学位论文 m a s t e r st h e s i s 红褐色粗产品，然后将粗产品用5 0 i i l l 9 5 乙醇重结晶2 3 次得到黄色固体产物，用 少量丙酮洗涤，得到微黄色固体粉末( 稍微发红) 3 4 克，产率：7 0 。产物多次用 乙醇进行重结晶，可得到浅黄色透明菊花状晶体，分子式：c 。i h 4 8 n 。，分子 量：7 5 3 9 m o l 。 h d t p b i d b e g t b n t b ct be d t 8 图2 l 本课题组设计的六种配体分子结构图 2 n ，n ，n ，n 一四( 2 一苯并咪唑甲基) 反一环己烷邻二胺( c t b ) 是由1 ，2 一环己胺 四乙酸( c e l l u l o s et r i a c e t i ca c i d ，c t a ) 与邻苯二胺按物质量之比l ：4 ( c t a 质量 2 4 3 9 ，邻苯二胺2 6 8 9 ) 加入8 0 m l 乙二醇中，用相似的方法得到紫色粗产品，分别 用蒸馏水、乙醇和乙醚洗涤，低温干燥得到白色粉末，产率8 7 。多次用9 5 乙 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 醇重结晶得到无色透明单晶。分子式：c 勰h 3 8 n 。，分子量6 3 4 9 m o l 。 四、配合物的合成与单晶培养 1 f e ( c t b ) ( n o 。) 。0 5 h 。0 0 5 c 。h 。o h ( f 1 ) 称取提纯后的c t b 白色粉末与0 3 2 9 f e ( n 0 3 ) 。9 h 。0 无色晶体0 3 3 9 混合，加入 3 0 m 1 9 5 乙醇中，搅拌，溶液逐渐变成红色。在6 0 水浴加热反应4 小时后，溶液 变成橙黄色浊液，冷却、过滤、干燥，得到橙色固体粉末和橙黄色透明清液。将滤 液转移至锥形瓶中，在室温下静置2 周，得到金黄色四方形透明单晶。该化合物的 奇特之处在于原料为f e ，但最终得到的产物为f e h ，说明在配位的时候发生了电 子转移，配体c t b 具有稳定低价的性质。 2 f e ( t b ) ( 0 h c 。h 。) ( c 1 0 i ) 。3 h 扣( f 2 ) 同一种化合物分别得到结构相同的红色单晶和黄色单晶，红色单晶记做( f 2 ) 。 3 f e ( c t b ) c 1 。2 h 2 0 ( f 3 ) 该化合物与本课题组早期得到的单晶内界结构相同，但活性中心f e n 为低自旋， 与n 原子配位的键长相对较小，因此结合更为紧密，小分子不容易与中心离子发生 配位。 4 f e ( i d b ) c l 。( f 4 ) 称取提纯后的i d b 无色配体晶体0 2 7 9 溶于i o m l 9 5 乙醇，在搅拌下缓缓加入 溶解0 3 1 9f e c i 。6 h 2 0 的2 0 m 1 9 5 乙醇溶液。在6 0 。c 水浴中加热反应4 小时，冷 却、过滤、干燥得到深红色固体粉末和红色透明滤液。将粉末依次用乙醇、乙醚洗 涤，取部分加热溶于9 5 乙醇中，冷却、静置，室温下数周后析出红色方形单晶， 易风化。 i o 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i $ 5 f e ( e d t b ) c 1 c 1 0 。2 h 2 0 ( f 5 ) 称取提纯后的e d t b 白色配体0 5 8 9 溶于l o m l 无水乙醇，在搅拌下缓缓加入溶 解0 2 9 9f e c l 。6 h ：0 的2 0 m l 无水乙醇溶液。在室温下通入氮气保护反应l 小时， 加入少量高氯酸钠，继续搅拌1 0 小时后过滤、干燥得到绿色固体粉末和蓝绿色透 明滤液。将滤液放入冰室，数周后析出紫色方形单晶。 6 f e ( d t p b ) ( o c 灶) ( c 1 0 。) 。3 t 2 0 ( f 6 ) 称取提纯后的d t p b 白色配体0 3 5 9 溶解于1 5 m 1 9 5 乙醇溶液中，然后逐滴加 入到l o m l f e ( c l o 。) 3 9 h 。o ( o 5 2 9 ，l m m 0 1 ) 乙醇溶液中，立即呈现深红色，o 搅拌， 反应进行2 4 小时后，过滤得到红色固体，依次用少量水，乙醇，乙醚洗涤，低温 用红外灯干燥，得到红色固体粉末。取部分固体粉末加热过量溶解于少量d m f 中， 再加入2 0 m 1 9 5 乙醇，过滤，得到红色澄清溶液。滤液转移至锥形瓶中，室温静置 下挥发数周，密封，放入冰室静置数周得到红色四方形单晶。 7 1 e e ( d t p b ) ( o c c u r ) ( n o 。) 。3 h ：0 ( f 7 ) 称取提纯后的d t p b 白色配体0 3 7 9 溶解于1 5 m 1 9 5 乙醇溶液中，然后逐滴加入 到l o m l f e ( n o 。) 。9 h ：o ( o 4 9 9 ，l m m 0 1 ) 乙醇溶液中。处理步骤同6 ，最后得到橙色四 方形单晶。 8 。f e ( n t b ) ( s a dc 1 ：- h 2 0 ( f 8 ) 该化合物为紫色晶体。 以上8 种合成的配合物都已经得到单晶，并且进行了x 一射线单晶衍射测试，得 到晶体数据。 腰士学位论文 m a s t e r st h e s i $ 一、合成讨论、口脶 j 己 1 配体的合成 第三章结果与讨论 根据文献报道口5 鲫，这些富含苯并咪唑的配体一般是由多元氨羧酸与邻苯二胺以 适当比例混合研磨，混合均匀后采取固相熔融法在1 8 0 2 0 0 共热缩合回流而得，但加 热时邻苯二胺极易升华和氧化，致使此法产率不高，并严重环境污染。我们科研小组 根据h e n d r i k s 合成方法用乙二醇作溶剂，改固相熔融反应为溶液反应，反应温度控制 在1 4 0 1 6 0 ，在液相中反应不仅克服了固相不易混匀的缺点，而且产率由原来的不足 5 0 提高到8 0 - 9 0 ，从而使反应物利用率增加。我们所合成的配体d t p b ，e g t b ，i d b ， n t b ，c t b ，e d t b 均在乙二醇溶液中进行，产率提高，污染降低