海洋活性小分子金属配合物的合成、表征、量子化学计算及DNA活性研究

【摘要】海洋生物的多样性和特殊性为人类提供了许多结构新颖、活性优良的物质，成为新药分子合成的先导化合物。本论文以从珊瑚中提取的3,5-二溴-L-酪氨酸、从海绵提取的3-吲哚甲醛为前驱物，合成了未见报道的3个系列的新型金属配合物，培养了两个金属配合物单晶。采用元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱等方法对金属配合物进行了表征，推测其可能的配位点及配位方式。采用X-射线单晶衍射测出单晶的精确结构。采用密度泛函理论（DFT）B3LYP/6-31+G*方法对配合物结构进行优化，同时计算其前线轨道分布、键长及键角。对配合物[Cu2(C9H8Br2NO3)4]n·2nCH3OH·2nH2O、[Ni(phen)(C9H8Br2NO3)2]·2CH3OH·2H2O与小牛胸腺DNA（CT-DNA）之间的相互作用方式进行了研究。主要研究内容如下：（1）合成了一系列3,5-二溴酪氨酸二元过渡金属配合物，同时培养得到配合物[Cu2(C9H8Br2NO3)4]n·2nCH3OH·2nH2O单晶。单晶结构的分析数据表明，该配合物属于单斜晶系，空间点群P2(1)，晶胞参数a=9.0057(8)，b=24.598(2)，c=13.0721(11)，α=90，β=107.9410(10)，γ=90，V=2754.9(4)3，F(000)=1532，Dc=1.086g/cm3,R1=0.0651，wR2=0.1449，ρcalcd=1.904g·cm-3,μ=6.637mm-1。该配合物为一聚合物，分别由两个铜离子、两个水分子和两个甲醇分子组成为一个单元，其弗莱克常数(Flackconstant)为-0.005(18)。每个铜离子分别与氨基上的两个氮原子及处于顺式结构上的两个配体羧基上的氧原子配位，同时与毗邻的两个配体羧基上的氧原子配体，如此形成不规则的六配位的八面体结构，通过Cu–O键形成一维链状结构。所有的羧基组都是通过单齿配位的方式参与配位，桥联着每一个单元里的两个铜离子，形成一个(Cu–O–C–O–Cu–O–C–O)八元环结构。此外，四个配体上的四个苯环在不对称的单元中具有不同的构象。其他配合物的结构可能为：[M2(C9H8Br2NO3)4]·2CH3OH·2H2O（M=Ni(II)，Zn(II)，Cd(II)，Mn(II)，Pb(II)，Co(II)。（2）合成了一系列3,5-二溴-L-酪氨酸三元过渡金属配合物，同时培养得到[Ni(phen)(C9H8Br2NO3)2]·2CH3OH·2H2O的单晶。单晶结构的分析数据表明，该配合物属于斜方晶系，空间点群P21212，晶胞参数a=12.9546(11)，b=14.9822(13)，c=9.9705(7)，α=90，β=90，γ=90，V=1935.2(3)3，F(000)=1008，Dc=0.969g/cm3,R1=0.0529，wR2=0.0738，ρcalcd=1.742g.cm-3,μ=4.688mm-1。该配合物为一单核结构，每个镍离子分别与3,5-二溴-L-酪氨酸配体羧基上的一个氧原子，一个氨基上的氧原子，还有邻菲罗啉上的两个氮原子配位，形成一个4N+2O配合物结构。其他配合物的可能结构为：[M(phen)(C9H8Br2NO3)2]·2CH3OH·2H2O（M=Co(II)，Pb(II)，Cd(II)。（3）合成了五种以3-吲哚甲醛为前驱物的席夫碱金属配合物。配合物的可能结构为：[M(C16H12N2O3)2(H2O)2]·2H2O(M=Ni(II)，Cu(II))、[M(C18H15N3O3)2(H2O)2]·2H2O(M=Ni(II)，Cu(II))、[Sm(C18H15N3O3)2(NO3)H2O]·2H2O。（4）用密度泛函理论（DFT）B3LYP/6-31+G*方法计算了配合物前线轨道的能量和组成。结果如下：二元铜配合物分子总能量为-3010.582a.u。前线轨道HOMO、HOMO-1和HOMO-2的轨道能量分别为-0.21339、-0.25014、-0.25267a.u。前线轨道LUMO、LUMO+1和LUMO+2轨道能量分别为-0.19102、-0.05920、-0.05452a.u。同时发现铜配合物金属上的部分正电荷转移到了配体上，配合物可以稳定存在。其前线轨道主要分布在3,5-二溴-L-酪氨酸配体上，且分布较均匀。三元镍配合物分子轨道能量为-2050.86a.u，前线轨道HOMO、HOMO-1和HOMO-2的轨道能量分别为-0.1941、-0.2281、-0.2351a.u。前线轨道LUMO、LUMO+1和LUMO+2轨道能量分别为-0.1090、-0.1040、-0.0700a.u。配合物前线轨道主要分布在邻菲罗啉配体上，且分布均匀。同时探讨了配合物前线轨道能量与DNA前线轨道能量的差别，并分析了配合物前线轨道能量分布与DNA之间作用的关系，发现配合物与DNA很有可能与配合物以静电作用的方式相结合。（5）用紫外-可见光谱、电化学等方法对配合物[Cu2(C9H8Br2NO3)4]n·2nCH3OH·2nH2O和[Ni(phen)(C9H8Br2NO3)2]·2CH3OH·2H2O在电极上的化学特性进行研究，同时研究其与CT-DNA的作用方式。结果如下：两种配合物在电极上发生不可逆氧化还原反应，且配合物与DNA之间是以静电作用的方式进行结合的。用微分脉冲示差法对DNA浓度对电信号的影响时，发现随着DNA浓度的增大，配合物的电流值逐渐减小，且电位向负方向移动，这说明配合物与DNA结合方式是静电作用。
【作者】黄桂梅；
【导师】范玉华；张霞；
【作者基本信息】中国海洋大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】3,5-二溴-L-酪氨酸；3-吲哚甲醛；配合物；量子化学计算；DNA；

【参考文献】
[1]叶远迪.WTO裁决的执行机制及其对发展中国家的影响[D].中国政法大学,法律,2013,硕士.
[2]郭佳奇.岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D].北京交通大学,2011.
[3]常念欢.1，25（OH）_2D_3对NOD鼠的免疫干预作用的研究[D].山西医科大学,内分泌,2002,硕士.
[4]何光辉,鲍丽山,王蔚韬,周戈.协同过滤推荐项目优化处理的初步研究[J].计算机科学,2004,10:76-78.
[5]郝振萍.小产权房规制的法律问题研究[D].吉林财经大学,民商法学,2014,硕士.
[6]张秀斌.压电杆结构的冲击特性分析[D].北京交通大学,结构工程,2013,硕士.
[7]李卫坤.离子液体在萃取分离乙醇—水中的绿色应用[D].浙江工业大学,2008.
[8]蔡勇,韩永国,刘自伟.数据挖掘技术在生源分析中的应用研究[J].计算机应用研究,2004,12:179-181.
[9]肖艳丽.潍坊市物价局价格监测系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[10]贺月婷.泰国东北部华文民校的汉语教学现状与反思[D].广西师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[11]贾致国.延安根据地时期女子体育开展状况研究[D].西安体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[12]刘芳.盐酸氨丙啉、乙氧酰胺苯甲酯、磺胺喹噁啉可溶性粉在鸡体内的药代动力学研究[D].吉林大学,兽医,2013,硕士.
[13]陈嘉鸿,韩九强,席震东,张新曼.一般相关噪声下多传感器平滑融合算法[J].自动化学报,2009,05:491-497.
[14]沈传强.基于linux的嵌入式虚拟驱动的研究与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[15]张振军,车丽晶,符坚,蔡胜利,王殿奎,刘铭.T型承口旋转抽芯整体发泡模具研究[J].农业机械学报.2000(03)
[16]俞艳红.中国新材料产业创业投资的风险研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2013,硕士.
[17]刘晓倩.泰安市疾控机构人力资源配置问题与对策研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[18]宋春梅.农作系统养分平衡的研究——以河北省曲周县为例[D].中国农业大学,生态学,2004,硕士.
[19]张腾松.SQ公司整车物流配送路径优化研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2012,硕士.
[20]陈忠仁.仓储物流管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[21]黄怡岚.新型氨基吡啶、氨基嘧啶多金属氧酸盐配合物的合成、表征及催化性能研究[D].湖南科技大学,化学,2013,硕士.
[22]斯意舒.建筑施工企业战略成本管理研究[D].西安科技大学,工业工程,2014,硕士.
[23]王影.中西医结合疗法治疗视神经萎缩的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医五官科,2004,硕士.
[24]陶垚.喷雾直接蒸发冷却过程数值模拟与实验研究[D].重庆大学,2014.
[25]陈伟.我国商业银行小微企业信贷风险控制研究[D].暨南大学,金融学,2013,硕士.
[26]闫靖宇.我国银行卡产业发展比较研究[D].河南科技大学,区域经济学,2014,硕士.
[27]邓莎.1956-1966年河北省城市社会救助问题论析[D].河北师范大学,中国近现代史,2012,硕士.
[28]张松,张军勇,祝扬,裴恰.数据挖掘在医疗管理领域中的应用[J].解放军医院管理杂志,2005,03:249-251.
[29]胡鹏飞.声悬浮条件下氧化石墨烯纳米流体的过冷及成核特性研究[D].重庆大学,动力工程及工程热物理,2014,硕士.
[30]刘润瑶.光照突变下基于特征融合的场景分割方法研究[D].重庆大学,仪器科学与技术,2014,硕士.
[31]杨潇.王海鸰小说语言风格研究[D].西北师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[32]颜远.同步原理在E1链路扩展中的应用[D].武汉理工大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[33]李翔.L公司人力资源需求预测研究[D].华南理工大学,工业工程,2012,硕士.
[34]王枭.上市公司内部控制信息披露程度影响因素实证研究[D].石家庄经济学院,会计学,2012,硕士.
[35]聂文华.邓广铭宋史研究学术渊源考——以蒙文通宋史课程的讲授为中心[J].史学月刊,2015,03:17-23.
[36]潘存坤.关于日汉语被动句的对比研究[D].西南交通大学,日语语言文学,2014,硕士.
[37]张二玲.基于电子白板和超级画板结合应用的初中数学教学设计案例研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[38]韩乐园.Mg基材料添加剂对LiBH_4配位氢化物吸放氢性能的影响机制研究[D].浙江大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[39]温乐萍.烧山火手法对气虚血瘀型脑卒中偏瘫患者运动功能的影响[D].湖南中医药大学,针灸推拿学,2013,硕士.
[40]欧幸福.金属拉链缺陷检测系统研究与实现[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[41]秦宗庆.基于FPGA的RFID数据加解密算法研究[D].广东工业大学,计算机科学与技术,2014,硕士.
[42]祁晓丽.B2C电商体验营销与顾客忠诚的关系研究[D].山东大学,企业管理,2013,硕士.
[43]魏建立.特高压电网可用输电能力计算及策略分析[D].华北电力大学,电气工程（专业学位）,2012,硕士.
[44]任石.非英语专业学生英语学习策略与四级考试成绩的关系研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[45]黄永吉.BiOCl基光催化材料的制备与性能表征[D].兰州大学,光催化材料（专业学位）,2013,硕士.
[46]董立华.二苯乙烯苷顺反异构体的降血脂作用、药动学与组织分布对比研究[D].河北医科大学,药物分析学,2014,硕士.
[47]徐思思.城市居民对于流动人口的选择性接纳研究[D].东北师范大学,社会学,2012,硕士.
[48]张皓轩.Mobi-C人工颈椎间盘置换的临床疗效和影像学分析[D].山东大学,外科学,2013,硕士.
[49]桂宇.恕江傈僳族女性婚姻角色的嬗变[D].云南大学,民族学,2014,博士.
[50]段筠.一个邮政城市网设计方案及若干技术问题分析[D].湖南大学,计算机技术,2010,硕士.