邻菲咯啉铜及非环状多胺双核铜配合物的合成、结构与核酸酶活性研究报告

1、.邻菲咯啉铜及非环状多胺双核铜配合物的合成、结构与核酸酶活性研究【摘要】：人工核酸切割试剂的研究一直是生物化学和分子生物学最为活跃的研究领域之一,过渡金属配合物作为潜在的人工核酸酶与DNA的作用是生物无机化学研究领域的重要分支,具有很重要的理论价值和应用价值。首先过渡金属配合物作为许多天然核酸酶的模型通过对其研究我们可以了解天然酶的催化机理及金属离子的作用;其次高效特异性识别切割试剂作为重要的分子生物学工具可用于生物工程;另外可作为化疗药物用于治疗肿瘤以及遗传疾病、作为结构探针用于研究DNA的结构以及蛋白质与DNA的相互作用等。过渡金属配合物切割DNA的作用机理大体可以分为氧化切割和酯水解切割

2、两种类型。氧化型断裂试剂效率高但是对DNA的作用是破坏性的;水解型断裂只是将核酸链上的磷酸二酯键断裂,产生的黏性末端可以进一步加以利用,因而其在基因工程和分子生物学方面却具有很深远的研究和应用价值,而且近年来发现的双核或多核过渡金属配合物所具有的高效水解活性也逐渐地克服了该类核酸酶效率低的缺点,对双核过渡金属配合物类水解断裂试剂的研究也越来越引起人们的关注。基于这样的研究背景,我们就开发氧化型和水解型断裂试剂两方面来开展本文的工作,主要的研究结果概括如下;1.氧化型断裂试剂主要是以邻菲咯啉为主要配体的Cu、Zn及Mn配合物。我们选择了亚氨基二乙酸(IDA)作为辅助配体合成了铜,邻菲咯啉(Phe

3、n)和亚氨基二乙酸(IDA)混配双核配合物Cu(phen)_2(-O-DA)(Phen)(NO_3)_2·4H_2O()和Cu(phen)_2-(-IDA)Cu(Phen)(ClO_4)_2·CH_3OH(),并用元素分析、红外光谱表和单晶X射线衍射对其结构进行表征。晶体结构分析表明两个配合物中的铜离子的配位环境相同,但配位构型不同,Cu(1)和Cu(2)离子均为N_4O配位,Cu(1)的配位构型为畸变三角双锥;而Cu(2)则位于扭曲的四方锥的底面中心。在这两种配合物中,亚氨基二乙酸具有双重作用:面式-三齿配位和桥联作用。两种配合物中起桥联作用羧基的配位方式不同:在中桥联羧

4、基的一个氧同时与两个铜离子配位,是真正意义上的氧桥;在中桥联羧基上的两个氧分别与Cu(1)和Cu(2)配位,所以在中没有氧桥,是IDA整体作为桥联剂将两个配位体连接到一起。由于两个配合物中羧基氧的配位作用不同,在两个配合物中产生了不同的-堆积模式,在配合物中-堆积作用主要发生在分子内部;而在配合物中由于相邻配合物分子的邻菲咯啉相互咬合形成了分子间的较强-堆积作用。合成了配体与金属比例为3:1的配合物Cu(2-Cl-Phen)_3(ClO_4)_2()和Zn(Phen)_3-【关键词】：双核金属配合物邻菲咯啉人工核酸酶二乙基三胺水解【学位授予单位】：XX大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2

5、005【分类号】：O641.4【目录】：摘要10-13Abstract13-17第一章研究综述及设想17-44§1.1人工化学核酸酶切割DNA的作用机理18-261.1.1DNA的自由基氧化切割18-221.1.1.1氧化糖环磷酸骨架18-211.1.1.2氧化杂环碱基21-221.1.2DNA的水解切割22-251.1.3DNA的消除机理切割25-26§1.2双核及多核金属配合物类化学核酸酶的结构功能关系26-29§1.3关于Cu(phen)_2的最近研究进展29-351.3.1反应机理和切割产物的研究29-311.3.2切割活性的优化31-331.3.3加强特

6、异性识别33-35§1.4小结与研究设想35-36参考文献36-44第二章邻菲咯啉、亚氨基二乙酸混配桥联双核铜配合物合成及晶体结构44-602.1引言44-452.2实验部分45-472.2.1实验试剂45-462.2.2配合物合成和表征46-472.2.2.1Cu(phen)_2(-IDA)Cu(Phen)(NO_3)_2·4H_2O()的制备462.2.2.2Cu(phen)_2(-IDA)Cu(Phen)(ClO_4)_2·CH_3OH()的制备46-472.3结果和讨论47-572.3.1双核铜配合物()和()的红外光谱472.3.2双核铜配合物()和()

7、的晶体结构47-572.4小结57-58参考文献58-60第三章配合物Cu(2-Cl-Phen)_3(ClO_4)_2和Zn(Phen)_3(ClO_4)_2·CH_3CH_2OH·H_2O的合成、晶体结构及pBR322DNA的切割研究60-743.1引言60-613.2实验部分61-633.2.1实验试剂613.2.2实验仪器和方法61-623.2.3配合物合成和表征62-633.2.3.1配合物Cu(2-Cl-Phen)_3(ClO_4)_2()的制备62-633.2.3.2配合物Zn(Phen)_3(ClO_4)_2·CH_3CH_2OH·H_2O

8、()的制备633.3结果与讨论63-723.3.1配合物()的晶体结构67-683.3.2配合物()的晶体结构68-703.3.3配合物()对质粒DNA的切割作用70-723.4小结72参考文献72-74第四章四个1，10-菲咯啉金属配合物的合成及晶体结构74-914.1引言744.2实验部分74-764.2.1实验试剂74-754.2.2实验仪器和方法754.2.3配合物合成和表征75-764.2.3.1配合物Cu_2(Phen)_2Cl_4()的制备754.2.3.2配合物Cu(Phen)(SO_4)(H_2O)_2()的制备754.2.3.3配合物Cu2(Phen)_4Cl_2(ClO_

9、4)_2·H_2O()的制备75-764.2.3.4配合物Mn(Phen)_2Cl_2()的制备764.3结果和讨论76-884.3.1配合物Cu_2(Phen)_2Cl_4()的晶体结构76-794.3.2配合物Cu(Phen)(SO_4)(H_2O)_2()晶体结构79-824.3.3配合物Cu_2(Phen)_4Cl_2(ClO_4)_2·H_2O()的晶体结构82-864.3.4配合物Mn(Phen)_2Cl_2()的晶体结构86-884.4小结88-89参考文献89-91第五章非环状多胺双足配体2，6-双双-(2-胺乙基)胺基甲基-苯双核铜配合物合成、表征及化学核

10、酸酶活性研究91-1125.1引言91-935.2实验部分93-955.2.1实验试剂935.2.2实验仪器和方法93-945.2.3配合物合成和表征94-955.3结果与讨论95-1085.3.1配合物Cu_2()-L切割pBR322DNA的模式95-975.3.2配合物Cu_2()-L切割pBR322DNA的pH相关的动力学研究97-1035.3.3配合物Cu_2()-L在水溶液中的组分分析103-1065.3.4配合物Cu_2()-L与CDDNA的键合作用研究106-1075.3.5配合物Cu_2()-L断裂DNA磷酸二酯键可能的水解机理107-1085.4小结108参考文献108-112第六章双核铜配合物Cu_2(-O-L)(-OH)(ClO_4)_2·H_2O合成、晶体结构及化学核酸酶活性，L=2，6-双双-(2-胺乙基)胺基甲基-苯酚112-1256.1引言112-1146.2实验部分114-1166.2.1实验试剂1146.2.2实验仪器和方法114-1156.2.3配合物Cu_2(-OH)(-O-L)(ClO_4)2·H_2O合成和表征115-1166.3结果与讨论116-1226.3.1配合物的结构116-1196.3.2配合物Cu_2(-O-L)(-OH)(2+)化学核酸酶活性研究119-1216.3.