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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

作　者: 魏毅斌
导　师: 杨频
学　校: 山西大学
专　业: 无机化学
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
分类号: O641.4
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


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（Phen）和亚氨基二乙酸（IDA）混配双核配合物[Cu（phen）2（μ-O-DA）（Phen）]（NO3）2·4H2O（Ⅰ）和[Cu（phen）2-（μ-IDA）Cu（Phen）]（ClO4）2·CH3OH（Ⅱ）,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,CuⅡ（1）和CuⅡ（2）离子均为N4O配位,CuⅡ（1）的配位构型为畸变三角双锥;而CuⅡ（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Ⅰ中桥联羧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Ⅱ中桥联羧基上的两个氧分别与CuⅡ（1）和CuⅡ（2）配位,所以在Ⅱ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π-π堆积模式,在配合物Ⅰ中π-π堆积作用主要发生在分子内部;而在配合物Ⅱ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π-π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（ClO4）2（Ⅰ）和[Zn（Phen）3]-

全文目录


摘要  10-13
Abstract  13-17
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  18-26
    1.1.1 DNA的自由基氧化切割  18-22
      1.1.1.1 氧化糖环—磷酸骨架  18-21
      1.1.1.2 氧化杂环碱基  21-22
    1.1.2 DNA的水解切割  22-25
    1.1.3 DNA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CuⅡ(phen)_2的最近研究进展  29-35
    1.3.1 反应机理和切割产物的研究  29-31
    1.3.2 切割活性的优化  31-33
    1.3.3 加强特异性识别  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  44-60
  2.1 引言  44-45
  2.2 实验部分  45-47
    2.2.1 实验试剂  45-46
    2.2.2 配合物合成和表征  46-47
      2.2.2.1 [Cu(phen)_2(μ-IDA)Cu(Phen)](NO_3)_2·4H_2O(Ⅰ)的制备  46
      2.2.2.2 [Cu(phen)_2(μ-IDA)Cu(Phen)](ClO_4)_2·CH_3OH(Ⅱ)的制备  46-47
  2.3 结果和讨论  47-57
    2.3.1 双核铜配合物(Ⅰ)和(Ⅱ)的红外光谱  47
    2.3.2 双核铜配合物(Ⅰ)和(Ⅱ)的晶体结构  47-57
  2.4 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pBR322 DNA的切割研究  60-74
  3.1 引言  60-61
  3.2 实验部分  61-63
    3.2.1 实验试剂  61
    3.2.2 实验仪器和方法  61-62
    3.2.3 配合物合成和表征  62-63
      3.2.3.1 配合物Cu(2-Cl-Phen)_3(ClO_4)_2(Ⅰ)的制备  62-63
      3.2.3.2 配合物[Zn(Phen)_3](ClO_4)_2·CH_3CH_2OH·H_2O(Ⅱ)的制备  63
  3.3 结果与讨论  63-72
    3.3.1 配合物(Ⅰ)的晶体结构  67-68
    3.3.2 配合物(Ⅱ)的晶体结构  68-70
    3.3.3 配合物(Ⅰ)对质粒DNA的切割作用  70-72
  3.4 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  74-91
  4.1 引言  74
  4.2 实验部分  74-76
    4.2.1 实验试剂  74-75
    4.2.2 实验仪器和方法  75
    4.2.3 配合物合成和表征  75-76
      4.2.3.1 配合物Cu_2(Phen)_2Cl_4(Ⅰ)的制备  75
      4.2.3.2 配合物Cu(Phen)(SO_4)(H_2O)_2(Ⅱ)的制备  75
      4.2.3.3 配合物[Cu2(Phen)_4Cl_2](ClO_4)_2·H_2O(Ⅲ)的制备  75-76
      4.2.3.4 配合物Mn(Phen)_2Cl_2(Ⅳ)的制备  76
  4.3 结果和讨论  76-88
    4.3.1 配合物Cu_2(Phen)_2Cl_4(Ⅰ)的晶体结构  76-79
    4.3.2 配合物Cu(Phen)(SO_4)(H_2O)_2(Ⅱ)晶体结构  79-82
    4.3.3 配合物[Cu_2(Phen)_4Cl_2](ClO_4)_2·H_2O(Ⅲ)的晶体结构  82-86
    4.3.4 配合物Mn(Phen)_2Cl_2(Ⅳ)的晶体结构  86-88
  4.4 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、表征及化学核酸酶活性研究  91-112
  5.1 引言  91-93
  5.2 实验部分  93-95
    5.2.1 实验试剂  93
    5.2.2 实验仪器和方法  93-94
    5.2.3 配合物合成和表征  94-95
  5.3 结果与讨论  95-108
    5.3.1 配合物Cu_2(Ⅱ)-L切割pBR322 DNA的模式  95-97
    5.3.2 配合物Cu_2(Ⅱ)-L切割pBR322 DNA的pH相关的动力学研究  97-103
    5.3.3 配合物Cu_2(Ⅱ)-L在水溶液中的组分分析  103-106
    5.3.4 配合物Cu_2(Ⅱ)-L与CD DNA的键合作用研究  106-107
    5.3.5 配合物Cu_2(Ⅱ)-L断裂DNA磷酸二酯键可能的水解机理  107-108
  5.4 小结  108
  参考文献  108-112
第六章 双核铜配合物[Cu_2(μ-O-L)(μ-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  112-125
  6.1 引言  112-114
  6.2 实验部分  114-116
    6.2.1 实验试剂  114
    6.2.2 实验仪器和方法  114-115
    6.2.3 配合物[Cu_2(μ-OH)(μ-O-L)](ClO_4)2·H_2O合成和表征  115-116
  6.3 结果与讨论  116-122
    6.3.1 配合物的结构  116-119
    6.3.2 配合物[Cu_2(μ-O-L)(μ-OH)]~(2+)化学核酸酶活性研究  119-121
    6.3.3 配合物[Cu_2(μ-O-L)(μ-OH)]~(2+)化学核酸酶活性与其结构的几点说明  121-122
  6.4 小结  122-124
  参考文献  124-125
总结与展望  125-127
附录1：硕博连读期间发表和待发表的论文  127-128
附录2：论文1(全文)  128-131
附录3：论文2(全文)  131-135
致谢  135-136
承诺书  136

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
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