黄芩素—钌(Ⅲ)配合物的合成、表征及体外生物活性研究

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传统中药黄芩(Scutellaria baicalensis)的有效活性成分黄芩素已经作为医疗药品发挥其功效,钌(III)元素位于第Ⅷ族,和铂、钯等贵金属可以作为抗肿瘤药物和催化剂开发研究。已合成的其他黄芩素铜、铁和锌等配合物表现出较好的生物活性,目前还没有对黄芩素与钌元素进行相关科研,研究如下:(1)黄芩素(5,6,7-Trihydroxyflavone),又称之为5,6,7-三酚羟基黄酮,在无氧无水弱碱性条件与三氯化钌发生配位反应,生成黄芩素-钌配合物。黄芩素-钌为棕黑色。黄芩素-钌可溶于二甲基亚砜、二甲基亚酰胺和弱碱性溶液中,通过仪器分析得出黄芩素在A环的5-酚羟基与C环的羰基氧原子发生配位反应,配位比为3:1,即3mol黄芩素与1mol钌元素配位。电镜照片和X-射线粉末衍射证实,黄芩素晶体在发生配位后,配合物形态变成了无定形态。配合物分子式为(C15H9O5)3·Ru·7H2O,分子量为1033.99D。黄芩素-钌配合物在pH=7.4时电导率值很小,表明其是共价型配合物,在溶液中可以稳定存在。(2)黄芩素-钌的体外抗氧化实验表明新合成的钌配合物具有一定的抗氧化能力,这主要取决于黄芩素分子的酚羟基和大的共轭体系,新合成的配合物具备了配体的部分理化性质和一些新的性质。配合物清除DPPH自由基能力比O-2离子清除效果好。这主要是因为配合物是脂溶性的,清除超氧阴离子反应体系是水溶性的,故清除能力有所损失。配合物的总氧化力基本和配体持平,损失不大,总还原力则不及配体强。这与黄芩素发生配位反应后结构的变化有关系,酚羟基数目的减少,电子传递加速,形成新的共轭体系的空间结构的变化有一定的联系。(3)黄芩素-钌配合物与人血清蛋白相互作用的荧光光谱研究表明,黄芩素-钌配合物在pH=7.4,25℃的条件下使HSA的荧光发生了一定程度的猝灭,在37℃条件下,黄芩素-钌的猝灭作用更厉害,荧光图谱还发生了一定程度的蓝移。求出Kq值远大于2.0×1010L/(mol·s),且Kq和Ksv的值随温度的升高而降低,说明猝灭剂与荧光物质之间形成了复合物导致的荧光猝灭,由此可判断黄芩素-钌对HSA荧光的猝灭属于静态猝灭。通过计算配合物与HSA之间的结合常数和结合位点数,表明小分子配合物与HSA之间有较强的结合作用。在不同温度下,黄芩素-钌配合物与HSA之间作用的热力学参数中ΔG<0,由此判断黄芩素-钌和HSA之间的反应可以自发进行;二者结合反应为放热反应,黄芩素-钌配合物和HSA之间的作用力主要为范德华力和氢键。综上所述,黄芩素在弱碱性环境下,可以与三氯化钌发生配位反应,生成的黄芩素-钌具有特定生物活性,黄芩素-钌有一定的抗氧化能力。黄芩素-钌可以与人血清白蛋白(HSA)结合猝灭其荧光,该现象可以通过荧光光谱进行检测,这可以为抗肿瘤药物的开发和定量检测蛋白质提供一定的理论依据。
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