5-氯水杨醛缩芳香二胺希夫碱的过渡金属配合物的合成、结构及生物性质

摘要

近年来，癌症和肿瘤已成为威胁人类健康的主要杀手，治疗癌症的重要手段是化疗，但对身体的毒副作用大。目前进入临床使用的高效低毒抗肿瘤药物种类仍旧极其有限，因此关于抗癌新药物的研究和发现对于人们而言十分迫切。在这些金属抗癌配合物的合成和筛选中，希夫碱类(Schiff碱)化合物具有良好的抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性，且其生物活性与金属配合物一直是该领域较为关注的课题。苯并咪唑是芳香二胺类化合物，是多种药物的药效团，也是天然维生素B12的主要组成部分;而天然存在的氨基酸是人体内细胞新陈代谢的必不可少营养成份。研究表明，Schiff碱中咪唑或氨基酸基团的存在将使其配合物生物药理活性变得更强。因此，本论文设计合成了3种新型的5-氯水杨醛希夫碱及其对应的8种过渡金属配合物;采用多种方法研究了配合物与DNA及BSA的相互作用;并且研究了配合物对羟基自由基的清除作用及抗氧化能力;同时，试验了配合物对人体外乳腺癌细胞的增殖抑制活性和抑菌能力。主要研究内容和成果如下:
　　1.合成了5-氯水杨醛缩氨甲基苯并咪唑Schiff碱(HL1)及其3种新型的过渡金属配合物，表征并确定其组成如下:[M(L1)(SCN)(DMF)]·(DMF)，M=Cu(Ⅱ)O)，Ni(Ⅱ)(2)，Zn(Ⅱ)(3))。其中，通过单晶X-ray对1的结构进行了确定。配合物是中心离子为五配位的畸变的四方锥空间结构。运用紫外光谱、荧光光谱和粘度法等研究表明，配合物均以部分插入模式与DNA发生中等强度的相互作用。通过电泳法研究了1和2均具有切割超螺旋质粒DNA的能力。实验表明，两种配合物对超螺旋质粒DNA均有较强的切割作用。通过荧光光谱法测试表明，配合物均能和BSA之间发生较强烈的相互作用，且1与BSA结合能力最强。
　　2.合成了5-氯水杨醛缩缬氨酸Schiff碱(H2L2)及其与邻菲哕啉(phen)的3种新型的过渡金属三元混配配合物，表征并确定其组成为:[M(L2)(phen)]，M=Cu(Ⅱ)(4)，Ni(Ⅱ)(5)，Zn(Ⅱ)(6)。配合物4的结构以单晶X-ray进行了分析为中心离子Cu(Ⅱ)为五配位，为不规则的四方锥空间构型。研究结果表明，配合物均能够以插入作用与DNA均发生较强的相互作用。通过荧光光谱法测试表明，配合物均能和BSA之间发生较强烈的相互作用，且4与BSA结合能力最强。
　　3.合成了一种新型的Schiff碱配体:双5-氯水杨醛缩邻苯二胺Schiff碱(H2L3)及其Cu(Ⅱ)配合物，表征确定其组成为:[Cu(L3)](7)。同时，合成并表征了:5-氯水杨醛(5-csal)与联吡啶(bpy)合铜(Ⅱ)配合物，其组成为:[Cu(5-csal)(bpy)(NO3)](8)。并且8的结构以单晶X-ray进行了分析确定。中心离子Cu(Ⅱ)为五配位，空间结构为畸变的四方锥结构。测试研究了7和8均能够以部分插入模式与DNA均发生较强的相互作用。通过电泳法研究了配合物8对质粒DNA的切割作用。进一步通过荧光光谱法测试了7、8均以静态猝灭机理猝灭BSA的荧光。
　　4、测试了1、4和7对羟基自由基的清除能力。发现1的抗氧化能力最强。测试它们对供试菌:大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、白色念珠菌的抗菌活性。结果表明，它们对四种菌均有较强的抑制作用，抑菌活性为:大肠杆菌＞金黄色葡萄球菌＞白色念珠菌＞枯草杆菌。且抑菌活性随着浓度增大而增强。测试了1、4和8对人体乳腺癌细胞株(MCF-7)的体外增殖抑制活性。发现，这三种结构明确的配合物均强烈的抑制癌细胞增殖。并且，配合物4的抗增殖能力远远强于配合物1和8。表明其对MCF-7癌细胞的复制有很强的抑制能力，它是一种具有潜在开发价值的抗癌剂。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 希夫碱(Schiff碱)及其配合物的合成概况

1．2 希夫碱及其配合物的生物活性

1．3 希夫碱及配合物的其他应用研究

1．4 本文的主要研究内容

第二章 5-氯水杨醛缩氨甲基苯并咪唑希夫碱的金属配合物的合成、结构及与DNA和BSA的作用

2．1 主要试剂与仪器

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器

2．2．2 5-氯水杨醛缩氨甲基苯并咪唑希夫碱的金属配合物(1-3)的合成

2．3 配合物1的单晶结构的测定

2．4 配合物1-3的表征

2．4．1 核磁共振氢谱

2．4．2 紫外-可见光谱

2．4．3 物理性质和元素分析

2．4．4 红外光谱

2．4．5 配合物1的晶体结构

2．5 配合物与DNA相互作用的研究

2．5．1 实验方法

2．5．2 结果与讨论

2．6 配合物与BSA相互作用的研究

2．6．1 实验方法

2．6．2 结果与讨论

2．7 本章小结

第三章 5-氯水杨醛缩缬氨酸希夫碱和邻菲啰啉三元过渡金属配合物的合成、结构及与DNA和BSA的作用

3．1 配合物4-6的合成

3．1．2 5-氯水杨醛缩缬氨酸Schiff碱与邻菲啰啉配合物(4-6)的合成

3．2 配合物4的单晶结构的测定

3．3 配合物4-6的表征

3．3．1 5-氯水杨醛缩缬氨酸Schiff碱钾盐(K2L2)的1H核磁共振谱

3．3．2 物理性质和元素分析

3．3．3 IR光谱

3．3．4 紫外吸收光谱

3．3．5 配合物4的晶体结构

3．4 配合物与DNA相互作用的研究

3．4．1 实验方法

3．4．2 结果与讨论

3．5 配合物与BSA相互作用的研究

3．5．1 实验方法

3．5．2 结果与讨论

3．6 本章小结

第四章 5-氯水杨醛缩邻苯二胺希夫碱与联吡啶的铜(Ⅱ)配合物的合成、结构及与DNA和BSA的作用

4．1 配合物7-8的合成

4．1．2 5-氯水杨醛缩邻苯二胺Schiff碱合铜(Ⅱ)(7)的合成

4．3 配合物7-8的表征

4．3．1 双5-氯水杨醛缩邻苯二胺Schiff碱(H2L3)的1H核磁共振谱

4．3．2 物理性质和元素分析

4．3．3 IR光谱

4．3．4 配合物7-8的结构

4．4 配合物与DNA相互作用的研究

4．4．1 实验方法

4．4．2 结果与讨论

4．5 配合物与BSA相互作用的研究

4．5．1 实验方法

4．5．2 结果与讨论

4．6 本章小结

第五章 配合物的抗氧化能力、抑菌活性和增殖抑制活性

5．1 配合物的抗氧化能力

5．1．1 测试方法

5．1．2 结果与讨论

5．2 抑菌活性

5．2．1 抑菌活性测试

5．2．2 Schiff碱化合物的抑菌活性

5．2．3 配合物的抑菌活性

5．3 配合物的体外增殖抑制活性

5．3．2 结果与讨论

5．4 小结

第六章 总结

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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