具有生物活性的过渡金属配合物的设计与研究

【摘要】： 近年来,人工模拟天然核酸酶的研究已经成为化学和生物学中最为活跃的前沿领域之一。本论文围绕该领域,选用酚羟基Schiff碱和多吡啶类配体作为主要构筑元件,辅以其它配体,合成了32个系列过渡金属配合物,解析了其单晶结构,应用元素分析和红外光谱等方法进行了表征;并应用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱、电化学方法和琼脂糖凝胶电泳等手段研究了其化学核酸酶活性。部分配合物还用电子顺磁共振、变温磁化率等手段对其进行了表征及研究。 本论文主要研究成果如下: 1、以酚羟基Schiff碱为配体设计合成了五个未见文献报道的双核铜配合物。磁构关系表明配合物1和4为铁磁相互作用,3和5则为反铁磁相互作用。化学核酸酶活性结果表明:无论氧化还原剂存在与否,配合物均具有明显的化学核酸酶活性,反应机理是羟基自由基和单线态氧作为反应活性物种的氧化切割过程。 2、设计合成了五个未见文献报道的酚羟基Schiff碱双核钴锰配合物。研究了它们的化学核酸酶活性,结果表明,在氧化还原剂H_2O_2存在下,除配合物10外,均具有化学核酸酶活性,切割反应也是氧化切割过程。 3、以酚羟基Schiff碱为配体设计合成了十个单核过渡金属配合物。化学核酸酶活性研究表明,在氧化还原剂H_2O_2存在下,配合物均具有化学核酸酶活性,反应机理是羟基自由基和单线态氧作为反应活性物种的氧化切割过程。 4、以多吡啶为配体设计合成了七个单核过渡金属配合物。研究了其与DNA的相互作用和DNA切割活性,结果表明,配合物均不具有化学核酸酶活性。 5、设计合成了五个以邻菲咯啉二酮及其衍生物为配体的铜配合物,其中30为双核,其余四个为单核配合物。化学核酸酶活性研究表明,配合物切割DNA的反应是羟基自由基和单线态氧作为反应活性物种的氧化切割过程。另外还探讨了配合物30的磁构关系,发现双核铜离子之间存在反铁磁相互作用。 本论文主要研究了酚羟基Schiff碱和多吡啶类配体作为主要构筑元件的过渡金属配合物的化学核酸酶活性,拓展了化学核酸酶模拟体系,对模型配合物的核酸酶活性进行了较深入的研究,计算并得到了一些量化参数,为设计合成高效新型的、结构简单的化学核酸酶提供了一定的有价值的信息。