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通过醛和亚胺之间的缩合反应制备的希夫碱结构被认为是一种“Privileged ligands”(特权配体),由于在设计合成众多的希夫碱结构时可以引入立体中心或其他手性元素(平面或者轴),同时能够协调许多不同的金属,并让它们稳定在各种的氧化态,使得希夫碱金属配合物可用于各种有用的催化转化反应。希夫碱配体独特的结构及性质使得其在光谱学、配位化学、结构学、立体异构、催化、以及光致变色等方面都展现了重要的价值。在生命代谢过程中,有着众多微量元素的参与,其中镍就发挥着重要的生理作用。因此越来越多的科研工作者关注希夫碱镍配合物的生物活性及应用价值。脱氧核糖核酸(DNA)是一种生物大分子,在遗传信息的储存、复制和传递方面有着重要的作用,因而在生命体的生长、遗传、变异等重大生命过程中有着决定性的作用,并且可以作为众多药物分子的作用靶点。在生物体的循环系统中,血清白蛋白扮演着重要的角色,作为调节渗透压的主要大分子,可以增加疏水性药物在血浆中的表观溶解度,在药物疗效中发挥着主导作用。研究小分子配合物与血清白蛋白和DNA的相互作用可以探究配合物与生物大分子的作用模式或结合机理;了解金属配合物的结构、功能和性质之间的关系;探索生命过程中的调控机制。因此研究镍配合物的合成、结构、生物活性及与生物大分子的相互作用,可以加强对疾病的预防和治疗,而且在药物分子的设计和新型药物的研发中,都具有重要的科学价值。本文设计合成了8种新型氨基酸希夫碱镍(Ⅱ)配合物,进行了红外光谱等表征,得到配合物具有的特征峰,进而推断配合物的结构。培养出质量较好的单晶,利用X-射线单晶衍射仪对晶体的结构进行分析,得到配合物在固态中所有原子的精确空间位置、连接形式、相对分子质量、以及键长和键角、晶胞参数等方面的数据,最终得到配合物的确切结构。继而运用各种光谱法或流体力学的方法研究配合物与小牛胸腺DNA、牛血清白蛋白(BSA)的作用机制,同时还测定了配合物清除超氧阴离子自由基的能力。1.合成了三种L-丝氨酸希夫碱镍配合物[Ni(sal-L-Ser)(bipy)(CH3OH)](1)、[Ni(naph-L-Ser)(bipy)(CH3OH)](2)和[Ni(o-van-L-Ser)(bipy)(CH3OH)](3)(sal=水杨醛,naph=萘酚醛,o-van=邻香草醛,L-Ser=L-丝氨酸,bipy=2,2-联吡啶),通过X-射线单晶衍射仪确定配合物的晶体结构;通过红外光谱技术初步分析配合物分子含有的化学键或官能团。分析结构发现:配合物(1)、(2)、(3)均是单斜晶系;配合物(1)和(3)所属空间群为P2(1)/c,配合物(2)是C2/c空间群。并且在每个不对称单元中均以金属原子Ni(II)为中心,氨基酸希夫碱配体、2,2-联吡啶配体和甲醇配体与中心原子相连形成六配位的畸形八面体配合物。采用多种光谱法或流体力学法探究了配合物与生物大分子(DNA和BSA)之间的作用机理。结果发现:三种配合物与DNA的作用机制是发生了嵌入作用,通过公式求得不同配合物与DNA的结合常数Kb(1)=1.49×104 L·mol-1、Kb(2)=2.99×104 L·mol-1和Kb(3)=5.54×104 L·mol-1和荧光猝灭常数Ksq(1)=0.37、Ksq(2)=0.61和Ksq(3)=0.77;配合物可以与BSA的作用位点相结合从而使BSA发生了静态猝灭,根据Stern-Volmer方程求得其猝灭常数为Ksv(1)=4.40×104 L·mol-1、Ksv(2)=6.52×104 L·mol-1和Ksv(3)=6.60×104 L·mol-1。运用光还原法测定了配合物清除超氧自由基的能力,并计算得到各配合物的IC50值:IC50(1)=54.0?mol?L-1,IC50(2)=44.0?mol?L-1和IC50(3)=35.0?mol?L-1。2.合成两种色氨酸希夫碱镍配合物[Ni(naph-D-Trp)(phen)(CH3OH)]2?2CH3OH(4)、[Ni(o-van-D-Trp)(phen)(CH3OH)]2?2CH3OH(5)(naph=萘酚醛,o-van=邻香草醛,D-Trp=D-色氨酸,phen=邻菲罗啉),通过红外光谱技术初步分析配合物分子含有的化学键或官能团;通过X-射线单晶衍射确定配合物的晶体结构。分析结构表明:配合物(4)和(5)均属于单斜晶系、所属空间群为C2和P2(1)/c;并且在每个不对称单元中均以金属原子Ni(II)为中心,氨基酸希夫碱配体、邻菲罗啉配体和甲醇配体与中心原子相连形成六配位的畸形八面体配合物。采用多种光谱法或流体力学法探究了配合物与生物大分子(DNA和BSA)之间的作用机理。结果发现:配合物与DNA的作用机制是发生了嵌入作用,通过公式求结合常数Kb(4)=7.42×104 L·mol-1和Kb(5)=1.71×104 L·mol-1,荧光猝灭常数Ksq(4)=0.79、Ksq(5)=0.66;配合物可以与BSA的作用位点相结合从而使BSA发生了静态猝灭,根据Stern-Volmer方程求得其猝灭常数为Ksv(4)=3.71×105 L·mol-1、Ksv(5)=1.57×105 L·mol-1。运用光还原法测定了配合物清除超氧自由基的能力,并计算得到各配合物的IC50值:IC50(4)=44.0?mol?L-1,IC50(5)=59.0?mol?L-1。3.合成了一种L-苯丙氨酸希夫碱镍配合物[Ni(naph-L-Phe)(phen)(CH3OH)](6)(naph=萘酚醛,L-Phe=L-苯丙氨酸,phen=邻菲罗啉),运通过红外光谱技术初步分析配合物分子含有的化学键或官能团;通过X-射线单晶衍射确定配合物的晶体结构。分析结构发现:配合物(6)的晶系是三斜晶系、所属空间群是P-1,并且在每个不对称单元中均以金属原子Ni(II)为中心,氨基酸希夫碱配体、邻菲罗啉配体和甲醇配体与中心原子相连形成六配位的畸形八面体配合物。采用多种光谱法或流体力学法探究了配合物与生物大分子(DNA和BSA)之间的作用机理。结果发现:配合物与DNA的作用机制是发生了嵌入作用,通过公式求得其结合常数Kb(6)=1.96×104 L·mol-1和荧光猝灭常数Ksq(6)=0.65;根据Stern-Volmer方程求得其猝灭常数为Ksv(6)=5.54×104 L·mol-1。运用光还原法测定了配合物清除超氧自由基的能力,并计算得到配合物(6)的IC50值:IC50(4)=56.0?mol?L-1。4.合成了两种甘氨酸希夫碱镍配合物[Ni(sal-Gly)(phen)]2(7)和[Ni(sal-Gly)(bipy)]2(8)(sal=水杨醛,Gly=甘氨酸,phen=邻菲罗啉,bipy=2,2-联吡啶),运通过红外光谱技术初步分析配合物分子含有的化学键或官能团;通过X-射线单晶衍射确定配合物的晶体结构。分析结构发现:配合物(7)和(8)的晶系都是单斜晶系、所属空间群分别是P2(1)/c空间群和C2/c空间群;并且在每个不对称单元中均以金属原子Ni(II)为中心,氨基酸希夫碱配体、邻菲罗啉或2,2-联吡啶配体与中心原子相连形成六配位的畸形八面体配合物。采用多种光谱法或流体力学法探究了配合物与生物大分子(DNA和BSA)之间的作用机理。结果发现:配合物与DNA的作用机制是发生了嵌入作用,并通过公式计算配合物与DNA的结合常数Kb(7)=3.10×104 L·mol-1和Kb(8)=1.24×104 L·mol-1,荧光猝灭常数Ksq(7)=0.94、Ksq(8)=0.88;根据Stern-Volmer方程求得其猝灭常数为Ksv(7)=6.21×104 L·mol-1、Ksv(8)=5.83×104 L·mol-1。运用光还原法测定了配合物清除超氧自由基的能力,并计算得到配合物(6)的IC50值:IC50(7)=59.0?mol?L-1,IC50(8)=52.0?mol?L-1。