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本论文选择席夫碱大环双核配合物为研究对象,以2,6-二甲酰基-4-氟苯酚及二胺和三胺为主要原料合成了九个新的双核金属配合物。并用电喷雾质谱(ES-MS)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV-Vis)、核磁共振谱(NMR)及X-射线晶体衍射(X-ray)对相关配合物进行了表征;借助循环伏安实验对相关配合物的电化学性质进行了研究;另外还研究了这些配合物切割超螺旋DNA的活性、对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)的抑制作用以及穴合物9抑制人体肝癌细胞Hep-G2生长的活性。新的化合物类型如下(相关配体结构图见图Ⅰ):(1)四个二苯氧基四氮闭环双核金属配合物[Cu2L1(CH3OH)2](ClO4)2 1、[Zn2L2(μ-OAc)]ClO4 2、[Mn2L2(OAc)2]·4H2O 3和[Zn2L3(μ-OAc)]ClO4·0.5CH3OH 4. (2)四个二苯氧基六氮闭环双核金属配合物[Ni2L4(μ-OAc)(H2O)(CH3O)] (ClO4)2·3(H2O) 5、[Mn2L4(μ-OAc)(H2O)]ClO4·H2O 6、[Mn2L5(μ-OAc)]ClO4·H2O 7、[Ni2L5(μ-OAc)]ClO4·H2O 8。(3)一个三苯氧基六氮不对称双核锌穴合物[Zn2L6]ClO4·CH3OH 9.主要研究工作如下:1.以2,6-二甲酰基-4-氟苯酚与二胺通过模板法制备出四种席夫碱大环双核金属配合物1-4。研究结果表明:(1)配合物1和3的大环分子均呈中心对称。配合物1中,两个铜离子的配位环境相同,呈四方锥结构,甲醇氧原子位于锥顶;配合物3中,两个锰离子的配位环境也相同,呈扭曲的三棱柱结构;配合物2和4中的锌离子的配位环境类似,均为扭曲的四方锥结构。这些双核配合物分子间通常以分子间的氢键连接在一起。(2)循环伏安法测定配合物1和3的电化学性质表明:配合物1和3分别在0--1.4 V和0.7--1.2 V内,均出现了两对氧化还原峰,且均为准可逆的。(3)配合物1-4对超螺旋DNA(pBR 322)均有切割活性,其中配合物3和4切割超螺旋DNA的活性较高,在配合物浓度为400μM时,能将超螺旋DNA切割成缺刻型DNA(FormⅡ)和线状DNA(FormⅢ)。(4)生物活性测定结果表明:配合物2对金黄色葡萄球菌的抑菌活性很明显,与青霉素钠的抑菌活性相当;其余的配合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性各有差异,但抑菌效果都不是很明显。2.以2,6-二甲酰基-4-氟苯酚分别与二乙烯三胺和N,N-二(3-氨丙基)-2-噻吩乙胺通过模板法制备出四种席夫碱大环双核金属配合物5-8。研究结果表明:(1)配合物5-8的大环分子均呈折叠状。配合物5中,两个二乙烯三胺侧链都发生了环缩合,且两金属离子的配位环境不一样。而配合物6中,只有一条二乙烯三胺侧链发生环缩合,两金属离子的配位环境也不一样。配合物7和8的结构类似,且分子中的两金属离子的配位环境一样。这些双核配合物分子间通常以分子间的氢键连接在一起。(2)循环伏安法测定配合物5、6、8的电化学性质表明:配合物5在0--1.4 V内有四个还原峰和一个氧化峰,配合物6和8分别在-1.2--2.4 V和-0.4--2.1 V内有两个还原峰和两个还原峰一个氧化峰。(3)配合物5-8对超螺旋DNA(pBR 322)均有一定的切割活性,其中配合物6切割超螺旋DNA的活性较其他配合物强,在配合物浓度为400μM时,能将超螺旋DNA切割成缺刻型DNA(FormⅡ)和线状DNA(FormⅢ)。(4)配合物5-8对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌实验表明:配合物5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用,但没有配合物2和青霉素钠的抑菌效果明显。其他配合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑制作用,但效果均不明显。3.以2,6-二甲酰基-4-氟苯酚和二乙烯三胺为原料,通过Zn2+的络合作用,首次合成了一种新型的不对称穴合物,并用红外光谱和电喷雾质谱对此穴合物进行了表征。(1)X-射线晶体衍射研究表明:此穴合物分子呈螺旋浆状,金属离子与配位原子一起组成一个扭曲的三棱柱。(2)以ES-MS结果及产物的晶体结构为依据,提出了此穴合物形成的反应机理:2,6-二甲酰基-4-氟苯酚和二乙烯三胺发生半环缩合时,Zn2+起模板作用;接着,反应过程中加入少量三乙胺,为仲胺和醛的加成提供了一个很好的亲核中间试剂;最后,中间体与甲醇脱水形成穴合物9。(3)穴合物9对人体肝癌细胞Hep-G2毒性测试表明:穴合物9对人体肝癌细胞Hep-G2的生长有明显的抑制作用(IC50约为0.98μM)。(4)穴合物9对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑菌活性,但不是很明显。H2L1:R=CH2CH2H2L2:R=CH2CH2CH2H2L3:R=CH2CH2CH2CH2 H2L6 H2L4:R=(CH2CH2)2NHH2L5:R=(CH2CH2CH2)2NCH2CH2-(?)图Ⅰ配体结构图