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首页 三羟甲基氨基甲烷缩2-吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与DNA相互作用

三羟甲基氨基甲烷缩2-吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与DNA相互作用.doc

三羟甲基氨基甲烷缩2-吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与D…

苏玉盈
2018-04-12 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《三羟甲基氨基甲烷缩2-吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与DNA相互作用doc》,可适用于综合领域

三羟甲基氨基甲烷缩吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与DNA相互作用三羟甲基氨基甲烷缩吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成、表征及与DNA相互作用第卷第期年月应用化学CHINESEJOURNALOFAPPUEDCHEMISTRYVNoAug三羟甲基氨基甲烷缩吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成,表征及与DNA相互作用杨新斌张金生陈朝晖曾仁权(西南大学荣昌校区基础部重庆b贵州师范大学化学与材料科学学院贵阳)摘要合成了三羟甲基氨基甲烷缩一吡啶甲醛席夫碱铜配合物CHCuN:O,cl:,通过元素分析,摩尔电导,红外光谱和高分辨质谱等测试技术对化合物进行了结构表征利用电子吸收光谱,热变性和粘度实验研究了配合物与CTDNA的相互作用,实验结果表明,该配合物以嵌插模式与DNA相互作用关键词铜配合物,小牛胸腺DNA,嵌插中图分类号:O文献标识码:A文章编号:())DOI:SPJ研究过渡金属配合物与DNA的相互作用可揭示化合物的结构与生物活性的关系,对选择人工合成核酸酶及化学治疗药物的筛选具有重要意义【近年来,由于席夫碱金属配合物在抗癌等方面的特殊活性,席夫碱金属配合物的合成,结构及与DNA相互作用的研究引起人们的极大兴趣L引但化学药物治疗的缺陷在于杀死肿瘤细胞的同时往往也杀死正常细胞,因此,如何提高抗癌药物的活性同时降低毒性成为合成化学家的主要目标吡啶是有机合成中一个常见并且十分重要的含氮杂环,根据生物电子等排理论(Bioisosterism),吡啶和苯是一对生物电子等排体,二者在很多方面是相似的但由于吡啶的亲水性比苯大,由吡啶取代苯环而得到的新化合物往往具有较好的亲水性,更高的生物活性及更低的毒性三羟甲基氨基甲烷是一个与生物体系具有较好的相容性,而且具有多种生物活性,对人体正常细胞毒性很小的化合物…如果将吡啶杂环和三羟甲基氨基甲烷同时引入到席夫碱及其金属配合物中,有望获得抗癌活性好,毒性小的药物,目前国内外还未见这方面文献报道在本文中,设计和合成了三羟甲基氨基甲烷缩一吡啶甲醛席夫碱铜配合物,用紫外光谱,热变性实验和粘度测试等方法研究了配合物与小牛胸腺DNA(CTDNA)的相互作用,旨在发现新的DNA结合试剂,为其在药物的开发和分子生物学中的应用提供有价值的信息实验部分试剂和仪器小牛胸腺DNA(CTDNA,成都天泰生物工程公司)称取mg的CTDNA溶于mLTrisHC(pH=)缓冲液中,其物质的量浓度由rim处的吸光度确定,于oC冰箱中保存备用molLTrisHC缓冲液(pH=)三羟甲基氨基甲烷(s)一吡啶甲醛由成都爱斯特有限公司提供其余试剂均为分析纯或化学纯BioTOFQ(Aglient,ESIMS)型高分辨质谱仪(美国Aglient公司)FXIRSX型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司)PECHN型元素自动分析仪(美国PE公司)TU一型紫外光谱仪(北京普析通用仪器有限责任公司)乌氏粘度计DDS一D型电导仪实验方法三羟甲基氨基甲烷缩一吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成mmol(g)三羟甲基氨基甲烷收稿,修回通讯联系人:杨新斌,男,博士,副教授Email:yangxbqqcom研究方向:有机合成及化学生物学应用化学第卷溶于mL乙醇中,搅拌下逐滴加入含mmol(mL)吡啶甲醛的mL乙醇溶液,加热回流h,减压除去部分乙醇,然后滴加mmol(g)二水合二氯化铜的乙醇溶液mL,加热回流h,有大量绿色固体析出,过滤,乙醚洗涤,真空干燥得浅绿色固体,产率,熔点,oC电子吸收光谱以mLTrisHC缓冲溶液(pH=)作为空白对照液,测定基线在样品池中加入LCTDNA(初始浓度约为×,molL),用TrisHC缓冲溶液稀释至mL,混匀后DNA浓度为X一molL,测定其紫外吸收,然后以不同的R(CCuLC)加入配合物,室温下作用min,进行紫外扫描热变性用sHC缓冲溶液分别配置浓度为×molL的CTDNA溶液以及含有×molL铜配合物和×moL的CTDNA混合溶液,在nm处,不同温度下测其紫外吸收强度粘度测定CTDNA溶液粘度用乌氏粘度计测定,测定时固定DNA浓度为×,molL,以不同的R(CCuLC)加入配合物,温度恒定在cI=,反应min进行测量,得到(rr)'与配合物浓度关系田为DNA溶液在加入配合物时的粘度,叼为DNA溶液的粘度结果与讨论配合物结构表征及结构优化计算配合物易溶于水,在水溶液中的摩尔电导率为Scmmol,而CuC的摩尔电导率为Semmol,表明配合物具有cl一阴离子外界,为:型电解质配合物元素分析实测值(计算值):C(),H(),N()IR,~rcm,:,,(OH),N),(CO),(吡啶环CH),l,(CuN)HRMSESI,It(CH),(Cmz:CuLH由元素分析,摩尔电导率,红外光谱和高分辨质谱推测配合物化学式为CHCuN:Ocl,配合物的结构如Scheme对配合物各种可能的初始结构使用密度泛函理论UBLYP方法在G(d)计算水平上进行结构的全优化,得到的优化结构如Scheme,铜中心原子分别和个N,个羟基O形成四配位,理论计算与实验结果一致HN…'CuHSchemeProbablemolecularstructureSchemeTheoptimizedstructureofcoppercomplexofcoppercomplex配合物与DNA作用的电子吸收光谱具有双螺旋结构的DNA分子由于含有芳香性碱基和磷酸生色基团,使其电子吸收光谱在nm左右有l强吸收峰配合物与DNA作用后,可使DNA吸收光谱发生变化当配合物以嵌插方式结合于CTDNA双螺旋碱基对时,DNA吸收光谱表现出增色效应,其为DNA双螺旋结构被破坏所致当配合物以静电方式结合CTDNA时,其吸收光谱表现出减色效应,它是DNA分子轴向收缩,构象变化的结果图为DNA与配合物作用前后的电子吸收光谱从图中可看出,随着配合物浓度逐渐增加,DNA第期杨新斌等:三羟甲基氨基甲烷缩吡啶甲醛席夫碱铜配合物的合成,表征及与DNA相互作用的最大吸收峰增强,由此可以初步推断配合物分子的吡啶环平面可能嵌插在DNA的双螺旋结构中,与DNA发生作用产生增色效应DNA热变性将DNA加热至一定温度,DNA碱基对的氢键遭到破坏,在紫外光谱中表现出nm处的特征吸收峰将增强,通常将DNA变性达到,即增色效应达到一半时的温度即为DNA的熔点()当一些小分子化合物作为DNA插入试剂与DNA作用时,静电排斥力被削弱,有利于DNA双螺旋结构的稳定,从而使DNA的熔点升高u引通过测量CTDNA在有无配合物存在下am处的吸光度随温度的变化,作出DNA热变曲线,如图所示实验测得DNA的熔点为,而DNA与配合物作用后的熔点为O,表明该配合物以嵌插方式与DNA相互作用目蛊,,C图CTDNA与配合物作用前后的热变性曲线FigThermaldenaturationcurvesofCTDNAin(口)thepresenceand()absenceofcoppercomplexc(CTDNA)=×一moL,c(c叩percomplex)=×molL图配合物与CTDNA作用的紫外吸收光谱FigUVVisspectraofCTDNA(×moVL)inthepresenceofcoppercomplexwithdifferentconcentrationsc(toolL一):abCdec(CuL)c(DNA)图不同浓度配合物对CTDNA粘度的影响FigEffectsofincreasedamountsofcoppercomplexontheviscosityofCTDNAcfDNA)=×一molLDNA溶液的粘度光谱法对于确定配合物与DNA作用模式只能提供必要但不是充分的证据,在缺少晶体数据的情况下,粘度一般被认为是确定配合物与DNA结合模式最有力的证据粘度对分子长度最为敏感,当小分子配合物以嵌插模式与DNA作用时,DNA相邻碱基对的距离会增大以容纳插入的配体,导致DNA双螺旋增长,粘度增加而当小分子以静电或沟区模式等非插入方式与DNA结合时,DNA的粘度无明显变化引图表明,DNA与配合物作用后,DNA的相对粘度增加,表明配合物嵌插到DNA碱基对中且发生作用通过元素分析,摩尔电导,红外光谱和高分辨质谱等测试技术对合成的配合物cHCuNO,cl:进行了结构表征化合物与DNA作用的电子吸收光谱表现出增色效应,热变性实验反映出在配合物的存在下DNA的熔点升高,粘度实验表明,加入配合物能使DNA的粘度增加这些研究结果证实,配合物c,HCuN:Ocl以嵌插方式与DNA相互作用应用化学第卷lI参考文献HaDB,Ho】minRE,BartonJKNatureJ,,:ErkkilaKE,OdomDT,BaaonJKChemRevJ,,:LippertBCoordChemRevJ,,():LiuC,WangM,ZhangT,SunHCoordChemRevJ,,():SitlaniAS,LongEC,Py】eAM,BartonJKJAmChemSocJ,,:GravertDJ,GriffinJHInorgChemJ,,:"LZ,ZhaoC,XuT,JiHW,YuYH,GuoGQ,ChaoHJInorgBiochemJ,,:RoutierS,BernierJL,CatteauJP,ColsonP,HoussierC,RivalleC,BisagniE,BaillyCBioconjugateChemJ,,:YangXB,WangL,ZhangJJEnzymInhibMedChemJ,,:MUChangWei(慕长炜),QINZhaoHai(覃兆海)ModAgrochem(现代农药)J,,:BubbWA,BerthonHA,KuchelPWBioorgChemJ,,():lHanGY,YangPJlnorgBiochemJ,,:HaqlH,LincolnP,SuhDJAmChemSocJ,,:SatyanarayanaS,DabrowiakJC,ChairsJBBiochemistryJ,,:SynthesisandCharacterizatinfANewSchiffBaseCopper(H)ComplexfromTris(hydroxymethy)aminomethaneand一Pyridinecarboxaldehyde,andItsInteractionwithDNAYANGXinBin,ZHANGJinSheng,CHENZhaoHui",ZENGRenQuan("DepartmentofBasicScience,RongchangCampus,SouthwestUniversity,ChongqingSchoolofChemistryandMaterialScience,GuizhouNormalUniversity,Cuiyang)AbstractAschiffbasecoppercomplexpreparedthroughthecondensationbetweentris(hydroxymethy)aminomethaneandpyridinecarboxaldehydewascharacterizedbyelementalanalysis,molarconductance,IRandHRMSTheinteractionofthecomplexwithculfthymus(CTDNA)wasinvestigatedbyUVspectra,viscositymeasurementsandDNAthermaldenaturationexperimentsTheexperimentalresultsshowthatthemodeofthecomplexboundtoDNAisintercalationKeywordscoppercomplex,CTDNA,inercalation

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