氮雜芳環(huán)銅配合物模擬超氧化物歧化酶和水解酶研究.pdf

1、為了模擬金屬酶的活性中心及其附近有重要生物功能的微環(huán)境，本文主要以咪唑、吡啶、喹啉等修飾的金剛烷和杯芳烴衍生物為配體，合成金屬銅配合物，作為銅鋅超氧化物歧化酶(Cu，Zn-SOD)和金屬水解酶的模型物。本論文探討了模型物結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，在該模型中銅配位中心發(fā)揮催化底物的功能，配位中心以外的側(cè)臂通過(guò)靜電、疏水等作用形式在催化過(guò)程起著協(xié)同作用。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、艦榱斯δ苣M銅鋅超氧化物歧化酶和水解酶，設(shè)計(jì)和合成了功能基修飾

2、的金剛烷基配體L1-6(L1=(pyridyl-2-methylamino)carbonyladamantane,L2=(pyridyl-2-amino)carbonyl adamantane,L3=N,N'-bis(2-pyridylmethyl) amantadine,L4=N,N'-bis(2-quinolinylmethyl)amantadine,L5=adamantan-1-yl(1H-pyrazol-1-yl)methano

3、ne),L6=(pyridyl-2-methyl-amino)carbonyl adamantine)，用氫譜、元素分析和紅外光譜進(jìn)行了表征，還對(duì)L5進(jìn)行了X-射線單晶衍射表征。配體與Cu(Ⅱ)離子反應(yīng)，利用溶劑自然揮發(fā)和溶劑擴(kuò)散等方法合成五個(gè)銅配合物1-5(1，[Cu(L1)2(H2O)](ClO4)2;2,[Cu(L2)2Cl]Cl;3,CuL3Br2;4,CuL4Cl2;5,CuL4Br2)，并進(jìn)行了元素分析、紅外光譜和X-射線單

4、晶衍射表征。晶體結(jié)構(gòu)研究在配合物1-5的銅離子配位數(shù)均為5，呈四方錐構(gòu)型。在pH7.8時(shí)用核黃素-蛋氨酸-NBT光照法測(cè)定模型物的SOD活性，研究表明1-5的IC50值分別為0.12、0.17、0.17、0.44和0.32μM。模型物1和2的高活性歸因于Cu(Ⅱ)附近的酰胺未配位氮原子質(zhì)子化后能靜電識(shí)別吸引超氧負(fù)離子底物而起著協(xié)同作用。1比2的活性高29.4％，可能是由于2個(gè)金剛烷基團(tuán)的空間排列差異，在1中2個(gè)金剛烷位于銅的同側(cè)而構(gòu)筑疏

5、水通道，而在2中金剛烷分列在銅離子兩側(cè)。4和5較低活性歸因于喹啉的剛性平面結(jié)構(gòu)不利于催化中間體的構(gòu)型轉(zhuǎn)換。研究1催化對(duì)-硝基苯酚醋酸酯(p-NA)水解的性能，發(fā)現(xiàn)其催化p-NA的kobs隨pH變化呈Sigmoidal曲線，表明催化過(guò)程中活性物種是單羥基銅配合物。
　?、茷榱斯δ苣MSOD活性中心及其附近有重要生物功能的疏水通道，設(shè)計(jì)和合成了五種杯芳烴配體L7-11(L7=5，11，17，23，29，35-hexa-tert-but

6、yl-38,40,42-trimethoxy-37,39,41-tris[(2-pyridine)-methoxy]calix[6]arene,L8=5,11,17,23,29,35-hexa-tert-butyl-38,40,42-trimethoxy-37,39,41-tris[(3-pyridine)-methoxy]calix[6]arene, L9=5,11,17,23,29,35-hexa-tert-butyl-38,40,

7、42-trimethoxy-37,39,41-tris[(2-pyridine)methoxy]calix[6]arene,L10=5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27,28-tetrakis(2-pyri-dinemethoxy)calix[4]arene,L11=5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27,28-tetrakis(2-quinolinemethoxy)

8、calix[4]arene)，用氫譜、元素分析、紅外光譜和電噴霧質(zhì)譜進(jìn)行了表征，還對(duì)L11進(jìn)行了X-射線單晶衍射表征。利用杯芳烴配體與Cu(Ⅱ)離子反應(yīng)，合成和表征了四個(gè)銅配合物6-9(6，[CuL7(H2O)](ClO4)2;7,[Cu(L8)2](ClO4)2;8,[CuL10(CH3CN)](ClO4)2;9,[CuL11(CH3CN)](ClO4)2)。利用核黃素-蛋氨酸-NBT光照法測(cè)定6和7的SOD活性，IC50值分別為0.

9、33和0.30μM。配合物7的較高活性可能是由于銅離子附近起著底物通道作用的兩個(gè)杯芳烴疏水空腔協(xié)同作用。
　?、菫榱颂岣咚苄院桶l(fā)揮側(cè)臂在催化過(guò)程的協(xié)同性，設(shè)計(jì)合成了甲羥基修飾咪唑L12(L12=(1-methyl-1H-imidazol-2-yl)methanol)及其銅配合物10,11(10,[Cu2(H-1L)2L2](ClO4)2;11,[CuL2(Phen)](ClO4)2,Phen=1，10-phenanthrolin

10、e)，并進(jìn)行了元素分析、紅外光譜和X-射線單晶衍射表征。在pH7.8條件下利用核黃素-蛋氨酸-NBT光照法測(cè)定10，11的SOD活性，IC50值分別為0.12和0.18μM。10比11的活性高33.3％，可能是由于數(shù)個(gè)側(cè)臂醇羥基協(xié)同誘導(dǎo)作用，而11的鄰菲啰啉平面剛性不利于催化中間體的構(gòu)型轉(zhuǎn)換。研究10催化p-NA水解性能，發(fā)現(xiàn)其催化p-NA的kobs隨pH變化呈指數(shù)增長(zhǎng)，表明催化過(guò)程中活性物種是雙羥基銅配合物，這和pH電位滴定分析結(jié)果一