3-吲哚羧酸过渡金属配合物的合成、表征及生物活性研究
海洋活性小分子因其特殊的化学结构和生理活性，受到人们的广泛关注。本论文以海洋活性小分子-3-吲哚羧酸为配体，与过渡金属元素反应，合成了新的配合物。推测了其结构，研究了它们的性能和活性，以期在抗肿瘤新药的研制及海洋资源的开发方面提供理论依据。
论文以3-吲哚羧酸为配体，合成了未见报道的3个系列的新型金属配合物，培养了一个铜(Ⅱ)配合物的单晶。采用元素分析，核磁共振氢谱，红外光谱，紫外.可见光谱，摩尔电导率以及热分析等方法对合成的粉末状金属配合物的化学结构进行了表征，推测了可能的配位点和配位方式。采用X-射线单晶衍射测出了单晶的精确结构；对配体及部分铜(Ⅱ)配合物进行了荧光性能分析；对[Cu2(C10H8O2N)4(CH3OH)2]·2CH3OH与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用方式进行了研究，分析了该铜(Ⅱ)配合物对pBR322DNA的切割作用；以蛋白酶体为作用靶点，研究了[Cu(C10H8O2N)2(C12H8N2)]配合物对乳腺癌MDA-MB-231细胞的抑制作用和凋亡诱导作用。主要研究内容如下：
(1)合成了四种3-吲哚乙酸二元过渡金属配合物及一种铜(Ⅱ)的三元金属配合物。培养了[Cu2(C10H8O2N)4(CH3OH2]·2CH3OH的单晶。单晶结构的分析数据表明：该配合物为双核配合物，属单斜晶系，空间点群P2(1)/c。晶胞参数为α=12.0660(11)A，b=12.0660(11)A，c=18.8289(16)A，α=90°，β=127.748(2)°，γ=90°，V=2279.3(4)A3，F(000)=988，Dc=1.387 g/cm3，R1=0.0504，wR2=0.1492。每个铜(Ⅱ)离子分别与四个配体羧酸根上的一个氧原子，一个甲醇分子上的氧原子及另一个铜(Ⅱ)离子相连，整体组成一个六配位的扭曲八面体。分子之间通过N-H…O的氢键作用和范德华力形成了二维层状结构。其它种类配合物可能的组成分别为：[Zn2(C10H8O2N)4(H2O)2]·2H2O，[Cr2(C10H8O2N)4(H2O2]·3H2O，[Fe2(C10H8O2N)4(H2O)2]3H2O，[Cu(C10H8O2N)2(C12H8N2)]。
(2)合成了五种3.吲哚丙酸二元过渡金属配合物及一种铜(Ⅱ)的三元金属配合物。配合物可能的组成分别为：[M2(C11H10O2N)4(H2O2]·nH2O(M=Cu(Ⅱ)，Zn(Ⅱ)，Cd(Ⅱ)，Fe(Ⅲ)，Cr(Ⅲ))，[Cu(C11H10O2N)2(C12H8N2)]。
(3)合成了四种3-吲哚丁酸二元过渡金属配合物及一种铜(Ⅱ)的三元金属配合物。配合物可能的组成分别为：[M2(C12H12O2N)4(H2O)2]·nH2O(M=Cu(Ⅱ)，Cd(Ⅱ)，Fe(Ⅲ)，Mn(Ⅱ))，[Cu(C12H12O2N)2(C12H8N2)]。
(4)利用Achar微分法和Coats-Redfern积分法两种方法，对合成的部分金属配合物做了非等温热分解动力学处理，得出了这些配合物某步热分解反应的动力学方程、动力学参数、活化熵△S≠和活化吉布斯自由能△G≠。结果如下：
配合物[Cu2(C10H8O2N)4(CH3OH)2]·2CH3OH第二步的热分解动力学函数为：f(α)=1/2(1-α)[-ln(1-α)]-1，热分解动力学方程为：dα/dt=A·exp(-E/RT)·f(α)=A.exp(-E/RT)·1/2(1-α)[-ln(1-α)]-1，E=243.43 kJ·mol-1，lnA=57.15，r=0.9858，△S≠=227.00 J·mol-1·K，△G≠=140.53 kJ·mol-1。
配合物[Cd2(C11H10O2N)4(H2O)2]·2H2O第二步的热分解动力学函数为f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]-2，热分解动力学方程为：dα/dt=A·exp(-E/RT)f(a)=A-exp(-E/RT)·1/3(1-α)[-ln(1-α)-2，E=371.22 kJ·mol-1，lnA=66.36，r=0.9817，△S≠=243.60 J·mol-1·K，△G≠=226.38 kJ·mol-1。其它配合物测定的数据详见文章正文。
(5)对配体及合成的二元铜(Ⅱ)金属配合物的荧光性能进行了研究。实验结果表明：各配体具有很强的荧光，而配合物的荧光强度有一定程度的削弱且激发峰和发射峰会发生了偏移。推测出：荧光强度的削弱与配合物的结构有关。
(6)采用紫外-可见光谱、EB-DNA荧光猝灭法、离子强度和粘度法等方法对[Cu2(C10H8O2N)4(CH3OH)2]·2CH3OH与CT-DNA的作用方式进行了研究。结果发现：该配合物与CT-DNA的作用方式为部分插入作用。同时，研究了该配合物对pBR322DNA的切割作用。得出：在实验条件下，该配合物可以将pBR322DNA切割成切口环型(FormⅡ型)，切割作用相对比较温和。
(7)采用MTT法，对配体及合成的13种金属配合物的抗肿瘤活性进行了筛选，筛选出对乳腺癌MDA-MB-231细胞具有较好抑制作用的3种铜(Ⅱ)的三元过渡金属配合物：[Cu(C10H8O2N)2(C12H8N2)]，[Cu(C11H10O2N)2(C12H8N2)]，[Cu(C12H12O2N)2(C12H8N2)]。选用其中一种配合物[Cu(C12H12O2N)2(C12H8N2)]，进一步对其进行了抗肿瘤活性研究。实验结果表明：该配合物对癌细胞有很好的抑制作用，能诱导肿瘤细胞的凋亡。配合物的浓度以及配合物与肿瘤细胞的作用时间与抑制的效果呈正相关。
抗肿瘤活性;3-吲哚羧酸;过渡金属;配合物;生物活性
中国海洋大学
硕士
分析化学
范玉华;毕彩丰
2012
中文
O641.4
105
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）