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脱氧核糖核酸(DNA)是生物体的重要遗传物质、遗传信息的携带者以及基因表达的物质基础。它在生物的生长、发育和繁殖等正常的生命活动及突变、癌变等异常的生命活动中起了非常重要的作用。DNA是大多数抗癌、抗病毒试剂在体内的主要靶向分子。小分子物质特别是一些药物分子与DNA的作用,会影响到DNA的生理和物理化学性质,改变DNA的转译和复制。因此,研究小分子特别是过渡金属配合物与DNA的作用,已成为生物无机化学中很重要的课题。 氨基酸是构成蛋白质的基本单元,对氨基酸希夫碱的研究是一个很重要的发展方向,并且其作为抗癌药物具有较低的毒性和耐药性,因此,对它们的研究具有重要意义。钒的生物无机化学是一个崭新的领域,钒在生物系统中发挥重要的功能。当今,钒配合物的合成及生物活性研究成为热点。因此,本课题合成了一系列的氨基酸希夫碱钒配合物,利用元素分析、红外光谱等手段进行了表征及X-射线单晶衍射测定了它们的晶体结构。利用紫外光谱、荧光光谱、圆二色光谱、热变性测定了这些配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用。论文的主要内容如下: 1.合成了异亮氨酸萘酚醛希夫碱氧钒的三种配合物[VO(Naph-Ile)(OMe)2](1)、[VO(Naph-Ile)(Phen)]·MeOH(2)和[VO(Naph-Ile)(Bipy)]·2MeOH(3)(Naph:萘酚醛, Ile:异亮氨酸,Phen:1,10-邻菲咯啉,Bipy:2,2-联吡啶),通过元素分析、红外光谱以及 X-射线单晶衍射测定了它们的分子结构。结果表明,中心钒原子形成了六配位的扭曲的八面体几何构型,在它们的晶体结构中,分子之间通过氢键以及 C-H???π作用,形成了二维链状或三维立体空间。采用紫外-可见光谱和EB-DNA荧光光谱对配合物与 DNA的相互作用进行了研究。通过 Lineweaver-Burk双倒数方程及Stern-Volmer方程计算出其结合常数以及猝灭常数。结果表明,它们之间均存在一定强度的相互作用,推测其作用方式可能是配合物分子的邻菲咯啉或2,2-联吡啶配体部分插入了DNA双螺旋链的碱基对之间,产生了配合物芳香生色团与DNA碱基对之间的堆积相互作用。圆二色光谱实验表明,钒配合物可以与DNA发生插入作用,与上述结论一致。综上所述,这三种配合物与DNA的结合能力为配合物2>配合物3>配合物1。 2.合成了氨基酸萘酚醛希夫碱邻菲咯啉氧钒的三种配合物[VO(Naph-Glu)(Phen)]、[VO(Naph-Gly)(Phen)]·0.5MeOH、[VO(Naph-Met)(Phen)]·MeOH(Glu:谷氨酸,Gly:甘氨酸,Met:蛋氨酸)。X-射线单晶衍射确定了配合物的分子结构,其中心钒原子都形成了六配位的扭曲的八面体构型。在它们的晶体结构中,分子之间通过氢键、π-π以及C-H???π等弱相互作用形成了三维立体结构。通过紫外光谱、荧光光谱、圆二色光谱以及热变性实验与CT-DNA的作用表明,三种配合物均与DNA结合发生插入作用。 3.合成了缬氨酸萘酚醛希夫碱氧钒的配合物[VO(Naph-Val)(OMe)2](Val:缬氨酸)。X-射线单晶衍射确定了配合物的晶体结构,在不对称单元中,其中心钒原子形成了六配位的扭曲的八面体构型。由于O-H???O和C-H???O等氢键的存在,分子间形成一维链状结构。配合物与 CT-DNA作用研究的紫外可见光谱测得配合物的结合常数为Kb=1.7×103 L?mol-1,荧光光谱研究求得猝灭常数为Ksq=0.3138。 4.合成了异亮氨酸水杨醛希夫碱氧钒配合物[VO(Sal-Ile)(OMe)2],丙氨酸萘酚醛联吡啶氧钒配合物[VO(Naph-Ala)(2,2-Bipy)]?3MeOH,香草醛邻菲咯啉双核钒配合物[V(V)O2(Phen)(Van)]2以及8-羟基喹啉氧钒配合物[VO(OMe)(Quinine)2](Ala:丙氨酸,Sal:水杨醛,Van:香草醛,Quinine:8-羟基喹啉)。这四种配合物均是以金属离子钒为中心,形成了六配位的八面体构型。它们在氢键以及π-π等弱作用下形成了一维平面或三维空间结构。