以邻苯二酚为配体的钼氧转移酶的仿生合成、表征及性质研究

摘要

钼是一种具有生物活性的微量生命元素，微量元素钼进入生命体内后，主要以两种方式参与物质的代谢过程：一是以无机盐的方式，与其他营养物质相互络合；二是作为钼酶的重要组分一钼辅助因子，参与许多生化反应。自上世纪50年代以来，研究发现除固氮酶含钼以外，生物体内还存在另一类含钼酶，即钼氧转移酶，该类酶包括黄嘌呤氧化酶、硝酸盐还原酶、亚硫酸盐氧化酶和醛氧化酶等，这些酶与碳水化合物、脂肪、蛋白质、含硫氨基酸、核酸(DNA和RNA)及铁蛋白中铁的代谢密切相关。通过钼酶的x射线晶体结构分析研究表明，其活性结构因子由金属钼与二硫烯上的S原子配位而形成。手性八面体配位构型的金属配合物具有切割识别DNA以及抗肿瘤的功能，而呈手性八面体配位构型的钼配合物是钼氧转移酶活性结构因子的仿生配合物之一，而且也是著名无机抗癌药物顺铂分子的八面体类构物，随着钼酶在生物体内的作用逐步得到重视，及其模拟的功能配合物在探究钼酶的生理活性和催化机理研究中所作的突出贡献，使钼氧转移酶活性结构因子的仿生合成、生理活性以及催化机理研究成为研究热点。 　多羟基酚由于其抗肿瘤和抗病毒活性，它的衍生物一直是研究的热点。多羟基酚作为抗氧化剂，可以影响体内金属的生物利用度，此外金属-儿茶酚配合物存在有趣的电子效应。这种电子效应和金属的多价态和配体电荷分布有关，被认为是生物体中离子传输和儿茶酚/奎宁相关酶和生物分子的模型。本文以邻苯二酚为配体，合成了一系列钼氧转移酶活性中心仿生配合物，并对其进行了晶体结构测定和IR、<'1>HNMR、TEM、SEM、EPR等谱学表征，主要内容如下： 　1.以含有邻位取代基的邻苯二酚为配体，在甲醇／乙腈混合溶剂中与(n-Bu<,4>N)<,4>[Mo<,8>O<,26>]反应，分别向体系中加入乙二胺、1，2-丙二胺和1，3-丙二胺，得到五种呈手性八面体构型的单核钼配合物(NH<,3>CH<,2>CH<,2>NH<,2>)<,3>(NH<,2>CH<,2>CH<,2>NH<,2>)[Mo(v)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>](管状)、(NH<,3>CH<,2>CH<,2>NH<,2>)<,2>(NH<,2>CH<,2>CH<,2>NH<,2>)<,3>[Mo(VI)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>](片状)(2)、(NH<,3>CH<,2>CHNH<,2>CH<,3>)<,2>[Mo(VI)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>](3)、(NH<,3>CH<,2>CHCH<,2>NH<,2>)<,3>[Mo(V)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>](片状)(4)和(NH<,3>CH<,2>CHCH<,2>H<,2>)<,4>[Mo(VI)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>]<,2>(管状)(5)。 (a)X-射线单晶衍射：五种配合物离子中心价态不同，抗衡阳离子不同，阴离子显示相同[MoO<,6>]八面体配位几何构型，但是配合物的晶体结构数据和晶胞堆积方式不同，并且具有不同的抗肿瘤活性。 　(b)EPR：Mo<'v>化合物因的d<'1>电子组态而具有EPR活性，与牛奶中黄质氧化酶的EPR呈相似性，(c)NMR：利用NMR研究了配合物(3)与ATP的相互作用，结果发现手性特征的1，2-丙二胺及邻苯二酚苯环的<'1>H化学位移在与ATP混合前后均呈现出较大的差异，配合物中的金属离子在D<,2>O中大多数均以Mo(V)价态存在，但在与ATP共存时转化为MO(v0，并与配体发生解离。 2以邻苯二酚位配体，在甲醇/乙腈混合溶剂中与NaMoO<,4>·2H<,2>O反应，分别向体系中加入乙二胺、1，2-丙二胺和1，3-丙二胺，得到四种结构截然不同的产物，(NH<,3>CH<,2>CH<,2>NH<,2>)<,3>[Mo(VI)O<,2>(OC<,6>H<,4>O)<,2>](6)、{Na2[μ<,2>-(C<,6>H<,6>O<,2>)<,2>](C<,6>H<,5>O<,2>)<,2>}(7)、{(NH<,3>CH<,2>CH(NH<,2>)CH<,3>)[MoO2Na(C<,6>H<,4>O<,2>)<,2>(NH<,2>CH<,2>CH(NH<,2>)CH<,3>)]}<,8>(8)、{[(C<,6>H<,4>O<,2>)(μ<,2>-OC<,6>H<,4>O)]<,2>[(Mo-O-Na-NH<,2>CH<,2>CH<,2>CH<,2>NH<,2>-Na-O-Mo)]<,2>(CH<,3>CH<,2>OH)<,2>(H<,2>O)(NH<,2>CH<,2>CH<,2>CH<,2>NH<,3>)}<,8>(9)。 (a)x单晶衍射：配合物(7)为独立的二金属钠簇合物，(8)为一维链状结构，(9)为一维双链结构。 (b)NMR；配合物(7)固态与重水中的<'13>C NMR比较表明桥联配体μ<,2>-(C<,6>H<,6>O<,2>)和端基配体(C<,6>H<,4>OOH)。在溶液中会发生快速交换。

目录

文摘

英文文摘

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第一章综述

第一节钼氧转移酶的活性结构因子和生物活性

1钼氧转移酶的分类

2钼氧转移酶的生理功能

3钼氧转移酶的活性部位

第二节与钼酶活性部位相关的钼配合物的合成研究

1含硫配体的钼配合物的合成

2非硫配体的单核钼配合物的研究

第三节含钼化合物以及配合物的抗癌抗肿瘤活性的研究进展

1.致病机理

2.含钼化合物以及配合物的抗癌抗肿瘤活性的研究

3.影响钼多酸抗肿瘤活性的因素

4钼化合物的抗肿瘤研究展望

第四节含钼化合物纳米管和纳米颗粒的研究

1. MoS2纳米管的合成

2.MoS2型化合物的结构研究

3.硫化物纳米结构生长机理研究

4.其它类型钼属纳米化合物研究进展

参考文献

第二章 (n-Bu4N)4[Mo8O26]和邻苯二酚反应的单核钼配合物的合成与性质研究

1前言

2实验部分

2.1试剂与仪器

2.2(n-Bu4N)4[Mo8O26]的合成

2.3配合物(1)和(2)的合成

2.4配合物(3)的合成

2.5配合物(4)和(5)的合成

3结果与讨论

3.1配合物(1)的晶体结构及谱学分析

3.2配合物(2)的晶体结构及性质分析

3.3配合物(3)的晶体结构及性质分析

3.4配合物(4)的晶体结构及性质分析

3.5配合物(5)的晶体结构及性质分析

4 结论

参考文献

第三章Na2MoO4和邻苯二酚反应的单核钼配合物的合成与性质研究

1引言

2实验部分

2.1试剂与仪器

2.2配合物(6)和(7)的合成

2.3配合物(8)的合成

2.4配合物(9)的合成

3结果与讨论

3.1配合物(6)的结构以及性质研究

3.2黄色晶体{Na2[μ2-(C6H6O2)2](C6H5O2)2}(7)的晶体结构和谱学性质研究

3.3配合物(8)的晶体结构和性质研究

3.4配合物(9)的晶体结构和性质研究

4结论

参考文献

第四章结论

附录一已发表文章和待发表文章

附录二致谢