过渡金属镍(Ⅱ)配合物的合成及其与DNA的相互作用研究

过渡金属镍（Ⅱ）配合物的合成及其与DNA的相互作用研究Synthesis of transition metal Ni（Ⅱ）complex and its interaction with DNA院系 XXXXXXX专业 XXXXX班级XX级姓名 XXX学号XXXXXX指导教师单位指导教师姓名指导教师职称过渡金属镍（Ⅱ）配合物的合成及其与DNA的相互作用研究摘要近几十年来，配位化合物的研究得到了长足的发展并且在许多领域中有潜在的应用价值，先后开辟的许多新的领域，特别是在生命科学和药物化学领域，配位化学的渗入促进了这些学科的发展，引起了药物研究者、化学工作者的广泛关注。

本文以乙二胺和4-（二乙氨基）水杨甲醛为原料，以过渡金属元素Ni（Ⅱ）为中心离子合成金属配合物，并通过红外光谱、紫外光谱等表征。

运用紫外光谱滴定法研究了金属配合物与小牛胸腺DNA相互作用。

结果阐明，金属配合物和ct-DNA的作用方式为插入作用。

关键词:金属配合物，表征，ct-DNA，插入作用Synthesis of transition metal Ni（Ⅱ）complex and its interactionwith DNAAbstractIn recently, the coordination compounds have been developed rapidly and have been widely applied in many fields. It has developed many new fields, especially in the field of life sciences and pharmaceutical chemistry, the infiltration of coordination chemistry promoted the development of these disciplines, which widely aroused drug researchers and chemical workers’ attention.In this dissertation, we have synthesized a metal complex with the synthesis of Ni(II) complex with ethylenediamine and 4-（Diethylamin）Salicylaldehyde. the complex structures have been characterized by IR and UV-Vis spectra. The interaction of platinum complex to ct-DNA was studied by UV-Vis spectra titration. The results have shown that the interaction of the complex ct- DNA is intercalation.Key words: metal complexs，characterization，ct-DNA，intercalatio目录1前言 (1)1.1绪论 (1)1.2过渡金属配合物及其功能的研究概况 (3)1.2.1过渡金属配合物 (3)1.3 金属配合物在药物中的研究进展 (3)1.3.1核酸 (3)1.4金属配合物与DNA相互作用研究意义 (4)2 实验部分 (5)2.1实验试剂与仪器 (5)2.1.1主要化学试剂 (5)2.1.2主要仪器 (5)2.2金属配合物的合成 (6)2.2.1 直接合成法 (6)2.3实验方法 (6)2.3.1溶液法 (7)2.4溶液的配制 (7)2.5金属配合物的结构表征 (7)2.5.1红外光谱法 (7)2.5.2红外光谱测定分析 (8)2.6配合物的紫外光谱分析 (9)3 实验结果和讨论 (11)3.1紫外—可见吸收光谱测定 (11)3.1.1 配合物的稳定性分析 (11)3.1.2配合物紫外自聚合研究 (11)3.1.3 紫外光谱滴定 (13)4 结论与展望 (14)4.1 结论 (14)4.2 展望 (14)致谢 (16)参考文献 (16)1前言1.1绪论现代配位化学将配合物定义为由可以给出孤对电子或多个不定域电子的、一定数目的离子或分子(称为配体)和具有接受孤对电子或空位的原子或离子(统称为中心原子)按一定的组成和空间构型所形成的化合物[1]。

近几十年来，配位化合物的研究得到了长足的发展，特别是在生命科学和药物化学领域，配位化学的渗入促进了这些学科的发展，引起了药物研究者、化学工作者的深切关注。

席夫碱是一类非常重要的配体,通过改变连接的取代基、变化电子给予体原子本性及其位置,便可开拓出许多从链状到环状、从单齿到多齿的性能迥异、结构多变的席夫碱配体,这些配体可以与周期表中大部分金属离子形成不同稳定性的配合物[2]。

目前,研究较多的是水杨醛及其衍生物的席夫碱,其中水杨醛缩胺类双席夫碱是一类有代表性的离域π共轭有机分子,在合成上具有极大的灵活性和强络合作用,因具有良好的电子转移性质而成为人们研究的热点[3,4]。

此类席夫碱具有一个N,N,O,O构成的空腔,可以容纳金属离子,形成稳定的金属配合物[5]。

张英菊等[6]对水杨醛缩乙二胺配体结构研究表明,水杨醛缩乙二胺配体失去两个酚羟基上的氢,随后与Ni（Ⅱ）等过渡金属离子形成稳定的四齿配合物。

近年来，水杨醛双Schiff碱及其配合物在催化剂、医药、农药、新材料、有机合成、分析化学等领域的研究都有了很大进展，越来越受到重视，并得到了广泛应用［7-8］。

这类配合物甚至表现出与生命现象相关的化学模拟，具有明显的抗结核、抗癌、抗菌等药理作用［9-11］。

DNA是生物体中最重要的遗传物质,它在遗传信息的储存、复制及转录中都具有非常重要的作用,是基因表达的基础[12]。

为了进一步探索和认识DNA的性质、结构、行为、形态,揭示生命的奥秘,人们研究了大量的小分子特别是过渡金属配合物与DNA 之间的作用,并且许多小分子现已成功地用作DNA足迹试剂,定位碱基错配试剂,以及DNA的结构探针。

通常,小分子与DNA作用有三种结合方式:嵌插作用、沟结合和静电作用[13]。

在这三种方式中,嵌插作用是最强的一种,因为嵌插分子的平面插入芳香杂环和DNA的碱基对之间。

对于小分子的哪一部分插入DNA是至关重要的，有助于从分子水平上了解抗癌药物的作用机理,并为设计合成具有应用前景的高效的疾病诊断和化疗药物提供有用的信息。

本文以4-（乙二氨基）水杨甲醛和乙二胺为原料，并与Ni（Ⅱ）金属离子络合得到了相应的过渡金属配合物其结构经红外光谱和紫外光谱对其结构进行分析表征。

主要目的是研究在4-（乙二氨基）水杨甲醛缩乙二胺双Schiff碱Ni(Ⅱ)配合物与DNA 相互作用的基础上,采用紫外光谱滴定法研究手段研究其与DNA的相互作用。

1.2过渡金属配合物及其功能的研究概况1.2.1过渡金属配合物自三维网状结构的配位聚合物普鲁士蓝的发现并被Lude等人确定以来，人们将研究重点放在以过渡金属为中心离子的配位聚合物上。

过渡金属d l-d10由于电子结构的差异，而且配位结构灵活，在形成配合物时体现出各自的性质。

金属从低价态过渡金属离子，如Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ag等，到高价态过渡金属离子，如Ti、V、Cr、Mo、W等。

过渡金属配位聚合物的种类很多。

生物体内存在一些微量的过渡金属元素。

生物体内的结合酶都是金属螯合物[14]。

生命的基本特征之一是新陈代谢，生物体新陈代谢过程中的反应几乎都是在酶的催化下进行的。

目前发现的2000 多种酶中[15]，很多是一个或几个微量的金属离子与生物体内的高分子结合而成的配合物。

若失去金属离子，酶的活性就丧失或下降，若获得金属离子，酶的活性就恢复。

一些微量的过渡金属元素在生命活动扮演重要角色。

金属配位聚合物作为一种新型的分子材料,以其独特的结构可剪裁性、丰富的拓扑结构和在离子交换、非线性光学、分子识别等领域的巨大潜在应用而受到广泛的关注,同时由于希夫碱配合物在分析化学、生物、发光材料和金属腐蚀等领域具有广泛的应用,成为当前配位化学研究热点之一。

当金属元素与活性有机配体反应形成配合物后，其配合物往往具有一些新的独特的生理生化功能；或有些生物物质必须与微量金属元素结合后，才能正常发挥其生化功能。

合成新的希夫碱配体及配位聚合物,研究其性质及应用,对配位化学的发展有重要意义。

因此，研究过渡金属的配位化学对了解生物体代谢过程，具有重要意义；同时，过渡金属的配位化学为医学界发现独特新颖的药物提供了基础。

1.3金属配合物在药物中的研究进展1.3.1核酸核酸是生物体的重要组成物质。

它包含了遗传信息，并参与这些信息在细胞内的表达，从而促成代谢过程并控制这一过程。

由于核酸介入了生物的生长，发育和繁殖等正常生命活动，并与癌症等生命的异常情况也密切相关，因此研究核酸，尤其是DNA的结构与功能的关系，将有助于人们从分子水平上了解生命现象的本质。

同时，人们为了能够从基因水平上理解某些疾病的发病机理，并通过分子设计来寻找有效的治疗药物，DNA往往是药物设计时很重要的作用靶之一。

金属配合物可作DNA结构和构象的探针，因此研究金属配合物与DNA的键合与识别机理成为近十年来国际上较活跃的研究领域之一[16]。

“生命金属”是构成蛋白质和酶的活性中心的重要组成部分[17]。

它们与生物活性配体的作用是众多生物学家、化学家和医学家共同关心的课题。

研究表明，在数以几万计的化学药物中，虽然无机药物只占一小部分，而在抗癌化合物的任意筛选中，在无机药物中发现活性物质的几率却是有机中的26倍。

显然，金属配合物药物在药物化学中占有很重要的地位。

1.4金属配合物与DNA相互作用研究意义金属配合物与DNA的作用方式主要是非共价结合，其中包括静电结合、嵌插作用、沟内结合等；共价结合和剪切作用。

近年来，金属配合物与DNA的作用引起人们的日益重视，因为这类化合物具有诱人的前景。

生物体内众多的遗传机理都是基于对核酸的特异性识别而实现的，此外癌症、肿瘤等恶性疾病的产生也与DNA的损伤、碱基突变密切相关［18］。

小分子物质与DNA的作用会直接影响到DNA分子的物理化学和生理性质，从而使DNA本身的结构和功能发生改变。

因此，研究小分子物质与DNA 的相互作用不仅有助于人们加深对DNA的复制、修复、重组和基因表达等生物学过程的理解［19］，而且对一些致癌化合物的致癌机理、抗癌药物的药理和毒性以及新型药物的设计合成方面都有很大的指导意义［20］。