苯并咪唑化合物及其配合物的合成及电化学性质研究

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苯并咪唑及其过渡金属配合物结构多样,具有许多优良特性,普遍应用于工业抗蚀、航天、医药等方面,而电化学DNA传感器也在这些领域有广泛的、重要的应用价值。当前,将两者结合起来,开发更加具有应用前景的低毒、高效药物及装置,已经引起各界学者的越来越多的研究关注。本论文合成了几种苯并咪唑化合物及其过渡金属的配合物,并运用多种方法对其进行表征。研究了配合物与dsDNA、ssDNA的相互作用,进行定性及定量分析,进而筛选出具有分子识别功能、可用于制作DNA探针及生物传感器方面的小分子配合物。  Ⅰ.合成了2,5-双(苯并咪唑-2-甲硫基)-1,3,4-噻二唑与硝酸镉的配合物M(M=[Cd(L)2(CH3OH)2]·(NO3)2),并通过元素分析法、红外光谱法、X-射线单晶及粉末衍射法、紫外-可见光谱法、电化学方法及荧光光谱法对其进行了表征。单晶X-射线衍射结构分析表明,配合物属三斜晶系,空间群P(i)。镉原子的配位构型是一个标准的八面体。分子间氢键连接形成了一维无限链状结构。紫外光谱及循环伏安研究表明此配合物可以用于制作辨别ssDNA与dsDNA的探针。微分脉冲伏安研究表明其可对DNA进行定量分析。室温下,在可见光区域用紫外光激发,此固体配合物表现出很强的荧光发射。  Ⅱ.利用循环伏安法、紫外-可见光谱法及粘度法研究了2,5-双(苯并咪唑-2-甲硫基)-1,3,4-噻二唑(L)的铜配合物[Cu2L(NO3)2]·(NO3)2与dsDNA、ssDNA的相互作用。配合物与dsDNA主要发生了静电作用,而配合物与ssDNA的作用模式不同于dsDNA,并且与ssDNA发生了更强烈的相互作用;除静电作用外,配合物可能与ssDNA暴露在外的碱基间发生了配位作用及氢键作用。用循环伏安法测得配合物与dsDNA结合常数β为4.145×103L·mol-1,结合比为1∶1。紫外-可见光谱法所测的结合常数为5.12×103L·mol-1。研究表明,此配合物可以用于制作辨别ssDNA与dsDNA的探针。  Ⅲ.利用紫外-可见光谱法、循环伏安法及微分脉冲伏安法对金属镉与喹啉-8-氧甲基-2-苯并咪唑配合物进行了表征,并考察了其与dsDNA、ssDNA的相互作用。配合物与dsDNA、ssDNA的作用模式均包含静电作用,且配合物与ssDNA发生了更强烈的相互作用。微分脉冲伏安研究表明,在1.397×10-5~8.383×10-5mol·L-1范围内,此配合物可用于定量分析DNA。紫外光谱实验表明,配体能与dsDNA、ssDNA发生作用,但无法在较低浓度内将两者明显区分开;而此配合物却可以在更低的DNA检测限内区别dsDNA和ssDNA,因此,该配合物可以用于制作辨别ssDNA与dsDNA的探针。紫外-可见吸收光谱测得配体及配合物与dsDNA的结合常数分别为2.69×104L·mol-1、3.09×104L·mol-1。  Ⅳ.利用循环伏安法及紫外-可见光谱法研究了2-((2-苯并咪唑)-甲氧基)苯酚(L)及其铜配合物(M=[CuLH2O]Cl2)的电化学行为及紫外光谱性能,并考察了它们与dsDNA、ssDNA的相互作用。电化学实验表明,配合物与dsDNA发生微弱的静电作用,而与ssDNA发生强烈静电作用。配合物与dsDNA结合比为2∶1,结合常数为4.886×109L0.5·mol-0.5。紫外实验表明,配体不能区分dsDNA与ssDNA,而配合物能够区别dsDNA和ssDNA,因此该配合物有望用于制作识别ssDNA与dsDNA的探针。
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