金属钌配合物的抗肿瘤作用优秀课件

姜黄素衍生物的金属配合物的抗肿瘤作用研究进展作者：杨阳来源：《健康科学》2018年第12期摘要：姜黄素是一类具有抗肿瘤活性的植物多酚物质，但其水溶性较差，在人体内代谢快，限制了其作为抗肿瘤药物的作用。

通过合成姜黄素衍生物的金属配合物，改善其缺陷，提高其抗肿瘤活性。

本文综述了姜黄素衍生物的金属配合物的抗肿瘤作用的研究进展。

姜黄素是从姜黄中提取出来的一种植物多酚物质，有研究显示它可以作用于多种疾病的分子靶点，能诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞的生长和转移，发挥抗肿瘤的作用，且毒性低、不良反应少[1]。

但是姜黄素在体内代谢快、水溶性较差，且其在中性至碱性水溶液中不稳定，血药浓度低[2]。

研究者对姜黄素的部位进行修饰，通过合成衍生物、与金属离子配位的方法，改善姜黄素的缺陷，在肿瘤的预防和治疗方面有着很好的应用前景[3，4]。

本文对姜黄素衍生物的金属配合物在抗肿瘤中的作用及相关机制研究进展做一综述。

一、铂类配合物铂类配合物是治疗癌症的重要药物之一。

研究人员合成了大量的铂类化合物并进行抗肿瘤活性研究。

周双生[5]等用有机疏水基团取代姜黄素酚羟基上的氢，合成了姜黄素类铂（Ⅱ）配合物。

从而降低了分子极性，增加了脂溶性，使配合物分子易透过细胞膜的脂质双分子层，进入细胞内与靶分子作用。

新合成的配合物对A549、HeLa和MCF-7细胞显示出了较强的体外抗肿瘤活性。

但由于姜黄素类铂（Ⅱ）配合物的体积较大，细胞间的传输速率小，进入细胞核与靶分子作用前需经过跨膜运送，胞内水解等过程，因此其抗肿瘤活性比顺铂低。

二、钯配合物钯（Ⅱ）与铂（Ⅱ）配合物具有相似的结构特征和化学性质，研究人员合成金属钯（Ⅱ）配合物以期成为具有抗肿瘤作用的药物。

姜黄素-联吡啶-钯（Ⅱ）配合物，能够升高人前列腺癌细胞内活性氧，导致癌细胞的凋亡[6]。

张良[7]以芳香醛为原料合成的类姜黄素-联吡啶钯（Ⅱ）配合物能够引起HeLa细胞内活性氧升高，导致线粒体膜电位紊乱，继而诱导肿瘤细胞凋亡。

Schiff碱金属配合物抗肿瘤活性研究进展Schiff碱金属配合物抗肿瘤活性的研究已逐渐成为配位化学及抗肿瘤药物研究的热点，该文简要介绍了近年来国内、外Schiff碱金属配合物抗肿瘤活性的最新研究进展，揭示了其相关作用机制，并阐述了其作为新型抗肿瘤药的优势。

对Schiff碱配体及金属进行合成、改造、组合和筛选，从而合成具有潜力的新型抗肿瘤药物，这对肿瘤化疗药的研发具有重要意义。

标签：Schiff 碱；配合物；抗肿瘤活性；抗肿瘤药物Schiff碱（Schiff Bases）是一类含有甲亚胺基的化合物，Schiff碱基团通过碳-氮双键（-C=N-）上的氮原子及与之相邻的具有孤对电子的氧（O）、硫（S）、磷（P）原子作为供体与金属原子（或离子）配位，形成各种Schiff碱金属配合物。

研究表明Schiff碱金属配合物具有良好的抗肿瘤活性，由于其具有一系列重要的生物学活性，如损伤DNA、断裂质粒、断裂蛋白及促使癌细胞凋亡作用[1]，它已成为新型抗肿瘤药的备选者之一。

Schiff碱金属配合物的抗肿瘤活性研究已逐渐成为配位化学及抗肿瘤药物研究的热点，该文将对近年来国内、外Schiff 碱金属配合物抗肿瘤活性的最新研究进展作一综述，现报道如下。

1 Schiff碱的抗肿瘤活性在近年的抗肿瘤药物研发中，发现一些Schiff碱及其衍生物具有抗肿瘤活性。

氟喹诺酮类是一种常用的抗菌药物，但研究发现一些氟喹诺酮类也有一定的抗肿瘤活性，其抗菌和抗肿瘤作用的靶点分别是原核生物Ⅱ型拓扑异构酶和真核生物Ⅱ型拓扑异构酶。

由于氟喹诺酮类抗菌和抗肿瘤机制相似，且作用靶点的酶序列也具有相似性，因此已有很多研究尝试通过修饰和优化具有抗菌作用的氟喹诺酮类结构，研发新型氟喹诺酮类抗肿瘤药物。

Hu等人[2]设计合成了源于氧氟沙星的抗肿瘤化合物。

他们以反式苯三唑取代氧氟沙星C-3位的羧基，进而合成了两个系列11种含有Schiff碱和Schiff-mannich碱侧链的衍生物。

三氯化六氨合钌各元素的价态概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在概述和解释三氯化六氨合钌中各元素的价态情况。

作为一种重要的配位化合物，三氯化六氨合钌在催化科学、无机化学以及生物医学领域具有广泛的应用前景。

本文将对这些元素的价态进行详细介绍，并解释其在配位络合物中所起的作用。

1.2 文章结构本文分为三个主要部分：引言、正文和结论。

引言部分主要概述文章的背景和目标，并介绍文章结构。

正文部分将针对三氯化六氨合钌进行详细介绍，包括其概述、钌的元素价态以及元素价态的解释说明。

最后，在结论部分对三氯化六氨合钌的元素价态情况进行总结，并讨论解释和说明元素价态的重要性以及展望未来相关研究方向。

1.3 目的本文旨在深入研究三氯化六氨合钌中各元素的价态，通过对这些元素进行解释说明，揭示其在该配位络合物中发挥作用的机制。

通过系统地了解元素价态对催化反应和其他相关领域的影响，我们可以为进一步研究和开发新的配位络合物提供理论基础，并为相关技术应用提供指导。

2. 正文：2.1 三氯化六氨合钌的介绍：三氯化六氨合钌是一种重要的配位化合物，其分子式为[Ru(NH3)6]Cl3。

它由六个氨分子和一个钌原子通过配位键结合而成，并带有三个氯离子。

这种化合物具有广泛的应用领域，如催化剂、医药品和材料科学等。

2.2 钌的元素价态：在三氯化六氨合钌中，随着运动能级理论的发展，我们可以确定钌的元素价态为+3。

即每个钌原子失去了三个电子以达到稳定状态，形成Ru(III)离子。

这是因为在配位过程中，六个氨分子通过提供一个孤对电子与钌进行键合，并将电荷转移给钌离子。

由于引入了配体分子后使得电荷向外迁移且遵循不完全填满d轨道的Aufbau规则，从而造成了Ru(III)价态。

2.3 元素价态的解释说明：元素价态反映了元素中电子的相对能量和排布方式。

在这里，钌原子处于+3的元素价态主要是由于金属离子复合物化学反应的影响。

六个氨分子作为强配体与钌离子结合形成配位键，而氯离子则存在于化合物中以保持电荷平衡。

钌在同族中的金属性
钌在同族中的金属性质很稳定，耐腐蚀性很强，常温即能耐盐酸、硫酸、硝酸以及王水的腐蚀。

钌是铂族金属中最便宜的一种金属，尽管铂、钯等其他金属都比钌丰富一些。

钌被广泛应用于电子信息、医药、电化学等领域，同时，钌及其配合物具有良好的催化活性，可以在多类化学反应中作催化剂。

钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属，元素符号为Ru，原子序数为44，位于第五周期的VIII族，属于d区金属。

钌是铂族金属中的一员，在地壳中含量仅为十亿分之一，是最稀有的金属之一。

钌金属晶体构型为六方晶系，熔点为2334℃，沸点为4150℃，常温下密度为12.45 g/cm³，原子半径为133 pm，第一电离能为710.2 kJ·mol⁻¹。

多羧酸杂氮钌(Ⅱ)配合物的研究摘要：氮杂环及其衍生物的过渡金属配合物具有丰富的拓扑结构和多种类型的电荷跃迁，展现出丰富的光物理性能，正日益成为当前功能分子材料中备受瞩目且发展最快的研究课题之一。

过渡金属配合物光物理性能与中心金属原子及有机配体有密切关系，金属配合物中心金属离子的改变、配体共轭体系的大小、配体上取代基的种类及取代基所在位置等都能影响金属配合光物理性能。

关键词：钌配合物，吡唑吡啶，多羧酸杂氮配体ABSTRACT : The chemistry of transition metal complexes including azohetrocyclic ligand and its derivatives has attracted great attention and become one of the most active topics owing to their rich structural topologies and intriguing photophysical properties with manifold emissive origins. The photophysical properties of these complexes related significantly to central metals, the organic ligands, can be improved by the central metal, the size of π-conjugated system, the effect of the substituents of the ligands and its position.Key words: Ruthenium Complex, 3-(2-pyridyl) pyrazole, multi-aza-carboxylic acid ligand1.1引言近年来，围绕具有一定器件功能的体系、光合作用模拟等方面的研究已取得了长足进展[1]，其中过渡金属配合物作为电致发光材料在电致发光器件上的应用使有机电致发光的效率得到巨大的突破[2]，说明过渡金属发光配合物的研究在具有重要基础理论意义的同时也具有巨大的实用价值。

含羧酸的环金属化钌配合物的合成与表征李襄宏;史正建;陈伟爱【摘要】A new C, N-coordinated cyclometalated ruthenium complex Ru-1 containing 2-(2,4-difluoro) phenyl-4-pyridine carboxylie acid group was synthesized by coordination reactions and subsequent hydrolysis reaction. The products were characterized by I HNMR, UV-Vis and FI'-IR spectra. The results showed that 1HNMR and FT-IR spectra were well identical with the structure of Ru-1. The MLCT absorption of this complex was centered at 524 nm, red-shifted with nearly 50 nm after hydrolysis.%通过配位反应和水解反应合成了一种含2-（2,4-二氟）苯基-4-吡啶甲酸的新颖C,N-配位型环金属化钌配合物Ru-1,并通过核磁共振氢谱、红外和紫外-可见光吸收光谱对该配合物进行了表征.结果表明：核磁共振氢谱、红外光谱与Ru-1结构吻合;金属到配体的电荷转移跃迁（MLCT）吸收最大值位于524 nm,比水解前的配合物红移近50 nm.【期刊名称】《中南民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】环金属化钌配合物;水解反应;MLCT态吸收【作者】李襄宏;史正建;陈伟爱【作者单位】中南民族大学化学与材料科学学院,武汉430074;中南民族大学化学与材料科学学院,武汉430074;中南民族大学化学与材料科学学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】O614.821钌(Ⅱ)联吡啶配合物因其丰富的光物理和光化学性质受到关注，在光化学传感器［1］、生物化学［2］、及染料敏化电池［3］等领域应用广泛.与传统的钌联吡啶配合物相比，环金属化钌配合物采取的是C，N-配位形式，结构更稳定，光物理性质更丰富［4-6］.鉴于目前国内对环金属化配合物研究较少［7-9］，故以合成为目标，期望通过其光物理性质研究开发新型材料.本文以2-(2，4-二氟苯基)-4-吡啶甲酸乙酯为 C，N-配体，1，10-菲罗啉为 N，N-配体，合成和表征了一个新的含羧酸结构的环金属化钌配合物Ru-1(图1)，可利用该配合物羧基键合到纳米二氧化钛上制备染料敏化电池［3］，为设计合成具有优良性能的光染料敏化剂提供新思路.图1 环金属化钌(Ⅱ)配合物Ru-1的结构图Fig.1 Structure of cyclometalated ruthenium(Ⅱ)co mplex Ru-11 实验部分1.1 试剂与仪器［(η6-i-pr-C6H6)RuCl］2(Aldrich 公司)，其他试剂(上海中国医药集团化学试剂公司).紫外-可见光谱仪(LambdaBio 35型，德国Perkin Elmer公司)，核磁共振仪(Bruker 400 MHz，瑞士Bruker公司)，傅里叶红外光谱仪(Nexus 470 FT-IR型，KBr压片，美国 Nicolet公司).1.2 钌配合物Ru-1的合成2-溴-4-吡啶甲酸乙酯按文献［10］方法合成并通过1HNMR表征，钌配合物参考文献［11］方法合成，如图2所示.图2 配合物Ru-1的合成Fig.2 Synthesis of complex Ru-11.2.1 中间体1的合成氩气保护下，三颈瓶中加入20 mL无水乙腈，再依次加入钌络合物 (0.1224g，4 ×10－4mol)、2-(2，4-二氟)苯基-4-吡啶甲酸乙酯 (0.1035g，2 ×10－4mol)、KPF6(0.1472g，2 ×10－4mol)和 NaOH(0.016g，4 ×10－4mol)，45℃搅拌24 h，旋蒸除去溶剂.用少量水快速洗涤产物2～3次，再用少量乙醇、乙醚分批洗涤2～3次，减压抽干后直接将该产物(0.1035 g，2×10－4mol)溶解在15 mL无水甲醇中，并加入1，10-邻菲罗啉 (0.063g，0.35mol)回流24 h后停止反应，将溶剂旋干后柱层析分离，得到红黑色固体0.1172g，产率为68%.1HNMR(CD3CN，400MHz):8.75(s，1H)，8.54～8.53(d，1H)，8.48～8.47(d，2H)，8.42～8.39(m，2H)，8.18(d，4H)，8.06(s，1H)，7.88(s，1H)，7.83(s，1H)，7.67～7.65(m，3H)，7.48～7.47(d，1H)，7.28(s，1H)，6.48～6.43(t，1H)，5.91(d，1H)，4.37、3.95、1.35 为酯基上乙基及甲基的H信号. 1.2.3 配合物Ru-1的合成将中间体1(41 mg，4.7×10－5moL)置于锥形瓶中，加入0.3 g/mL KOH/乙醇(体积比1︰5)溶液10 mL后，微热搅拌12 h.反应完毕后，将溶剂旋蒸干，加入少量水溶解后，减压抽滤.将母液用HNO3酸化至pH=3后，离心分离沉淀，并于烘箱中烘干，再加入1～2滴KOH溶解沉淀于少量CH3OH中，用中性Al2O3柱层析分离，得红色组分.旋蒸干溶剂，少量清水洗至中性后，离心分离，得红黑色粉末18.8mg，产率为51%.1HNMR(d6-DMSO，400MHz):8.70～8.65(m，4H)，8.56～8.55(d，1H)，8.31～8.27(m，5H)，8.17(s，1H)，8.05(s，1H)，7.83(s，5H)，7.63～7.62(d，1H)，7.36(s，1H)，6.62～6.59(t，1H)，5.76(s，1H).2 结果与讨论2.1 配合物的合成含有羧基的配体在乙腈中溶解度很差，使用含酯基的配体合成相似结构的配合物后再水解即得Ru-1.在配合物合成过程中，NaOH使C，N-配体上的碳脱氢形成碳阴离子与钌配位.因配体中含有酯基，NaOH也有脱酯作用，故与甲醇回流后，无法得到单一的含乙酯的中间体1，混杂了部分甲酯的产品.为获得含羧基的配合物Ru-1，直接将含有甲酯和乙酯的中间体1在KOH-醇体系进行水解得到目标产物，产率达到51%，比文献［12］报道的DMF/H2O/三乙胺体系的产率(16%)有较大提高.2.2 IR光谱将所得红黑色固体粉末用KBr压片，在红外光谱仪上得到其IR光谱，如图3所示.由图3可见，水解前后中间体1及Ru-1的吸收峰显著不同，一些特征的吸收峰均发生位移.Ru-1中归属于羧基中羰基的伸缩振动吸收峰出现在1712.7cm－1;中间体1的酯羰中羰基的伸缩振动吸收峰出现在1724.9cm－1.与Ru-1相比，中间体1在3000 cm－1以下出现的归属于酯基上甲基和乙基中C－H伸缩振动吸收峰在水解后消失.这两组主要的特征吸收峰的区别证实中间体1水解成了Ru-1，并能通过1HNMR数据进一步证实.图3 中间体1和Ru-1的FT-IR图谱Fig.3 FT-IR spectra of intermediate 1 and Ru-11)中间体1;2)Ru-12.3 中间体1和配合物Ru-1的1HNMR谱将中间体1溶解在氘代乙腈中获得的1HNMR谱，结果见图4.由图4可见，第一步配体合成反应中加入了NaOH和CH3CN，导致大部分—COOC2H5水解;第二步配合物合成的反应是在甲醇中回流，使水解的部分又转变为—COOCH3.故导致中间体1存在—COOCH3和—COOC2H5.化学位移在1.35的信号峰与4.37的信号峰积分比例为3︰2，应归属于配合物上—COOC2H5的甲基及亚甲基上的氢;而在3.95左右的峰则是—COOCH3的甲基［12］.由于与金属钌配位，所有位于芳环区域的氢信号峰均宽化，其裂分及耦合情况难辨，但从低场范围的信号比例和所含氢的个数来看，与中间体1吻合.由于Ru-1含有羧酸，在常用溶剂中的溶解度很差，只能使用DMSO.通过二者氢谱对比可见，中间体1在KOH-乙醇体系中已经完全水解，可从中间体1酯基上的H信号消失得证.8.70～5.72均为苯环和吡啶环上H的信号峰［4-6］，积分结果与目标产物一致.图4 中间体1和Ru-1的1HNMR图谱Fig.4 1HNMR specta of intermediate 1 and Ru-1a)中间体1在CD3CN中;b)Ru-1在d6-DMSO中2.4 UV-Vis光谱配合物Ru-1和中间体1在乙醇溶液中的紫外-可见吸收光谱结果见图5.由图5可见，该配合物呈现典型的钌联吡啶配合物的特征吸收［3-12］.350 nm以下的吸收峰属于π-π*跃迁，其中230 nm左右的吸收峰是配体2-(2，4-二氟)苯基-4-吡啶衍生物的π-π*跃迁吸收，而260 nm左右的吸收峰则属于配体1，10-菲啰啉的π-π*跃迁.360 nm以上的吸收峰是金属↔配体间电荷转移跃迁吸收，即MLCT 态跃迁吸收.Ru-1的最大MLCT态吸收峰(524nm)比水解前中间体1的最大MLCT吸收峰(475 nm)红移了近50 nm.由此可见，配体结构上的微调能影响到配合物的能级，从而改变其光谱性质.图5 中间体1和Ru-1在乙醇溶液中的UV-Vis图谱(c=2.0 ×10－5mol/L)Fig.5 UV-Vis spectra of intermediate 1 and Ru-1 in ethanol(c=2.0 ×10－5mol/L)1)中间体1;2)Ru-13 结语以2-(2，4-二氟)苯基-4-吡啶甲酸乙酯为 C，N-配体，1，10-菲啰啉为N，N-配体合成了一个新的含羧酸结构的环金属化钌配合物.并通过红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见光谱表征了配合物的结构.紫外-可见吸收光谱表明:该配合物的金属到配体的电荷转移跃迁(MLCT)最大吸收值位于524 nm，比水解前的配合物红移近50 nm.由于酯基水解后，羧基与酯基供电子性能不同，改变了配合物的能级，使配合物的光吸收发生变化.参考文献【相关文献】［1］Sun Y，Hudson Z M，Rao Y，et al.Tuning and switching MLCT phosphorescence of ［Ru(bpy)3］2+complexes with triarylboranes and anions［J］.Inorg Chem，2011，50(8):3373-3378.［2］张小年，刘亚楠，杨晓新，等.钌配合物诱导肿瘤细胞凋亡的信号通路及其作用机制［J］.化学进展，2011，23(5):983-990.［3］凡素华，王科志.钌配合物基太阳能电池光敏剂分子设计的最新研究进展［J］.无机化学学报，2008，24(8):1206-1212.［4］Wadman S H，Kroon J M，Bakker K，et al.Cyclometalated organoruthenium complexes for application in dye-sensitized solar cells［J］.Organometallics，2010，29(7):1569-1579.［5］Bomben P G，Robson K C D，Sedach P A，et al.On the viability of cyclometalated Ru(Ⅱ)complexes for lightharvesting applications［J］.Inorg Chem，2009，48(20):9631-9643.［6］Koivisto B D，Robson K C D，Berlinguette C P.Systematic manipulation of the light-harvesting properties for tridentate cyclometala ted 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