超氧化物歧化酶、过氧化氢酶模型化合物的合成、表征及活性研究

论文摘要

超氧离子自由基是生物在利用氧过程中产生的一种活性氧物种,参与某些生理过程,但高浓度的超氧离子自由基会造成细胞的损伤,诱发各种病变。超氧化物岐化酶是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的金属蛋白酶,能催化超氧化物阴离子自由基歧化为过氧化氢与氧气,清除超氧离子自由基,具有很重要的生物学功能。而生物体中存在的过氧化氢酶能够有效地催化分解H2O2,保护细胞免于HO·毒害,在消除体内H2O2方面起着非常重要的作用。但市售的超氧化物歧化酶系列从动物血液中提取,并且其分子量较大不能透过细胞膜,故局限其广泛应用。从微生物中提取的过氧化氢酶价格昂贵,容易失活。为了解决这些问题,化学家们致力于用化学方法合成超氧化物歧化酶及过氧化氢酶的模拟酶。这些模拟酶作为药物在治疗疾病方面有着广泛的应用前景。本论文选择含杂原子的大环化合物TACN及苯并咪唑作为超氧化物歧化酶与过氧化氢酶的母体,通过络合金属离子合成预期的酶模型目标化合物,研究其有关的性能及催化作用。主要工作如下:1、合成了以苯并咪唑、对甲苯磺酰基及乙酸为侧链的TACN衍生物,得到三个选择性悬臂的配体和四个结构独特的过渡金属配合物;以苯并咪唑、乙酸作为悬臂基团,选用乙基作为桥连基团,将两个单环配体连接成双环配体,得到了三个双核铜、锰配合物。通过元素分析、红外光谱、质谱、x-ray单晶衍射对这些配体及配合物的结构进行了表征,对配合物的磁性质、电化学性质进行了研究。2、以邻苯二胺为母体分别与水杨酸、氯乙酸和甲胺反应合成了含苯并咪唑的配体2-苯并咪唑苯酚及2-甲基苯并咪唑甲胺,合成了两种含有苯并咪唑环的双核铜金属配合物[Cu(C13H9N2O)Cl]2·（CH3CN）2（1）和[Cu(C9H11N3)Cl2]2（2）,并通过红外光谱、元素分析和晶体结构对配合物进行了表征。3、用核黄素-蛋氨酸光照法对配合物的SOD活性进行了检测。发现双核铜配合物在结构和性质上与天然SOD酶较为接近,其SOD活性高于已报道的类似单核配合物[CuLMeCN]（ClO4）2·H2O（L=1,4-二亚甲基苯并咪唑-1,4,7-三氮环壬烷）。苯并咪唑悬臂的三氮环类配合物的活性要高于其它悬臂的三氮环类配合物。双核锰配合物的过氧化氢酶活性测定结果表明:所合成的锰配合物具有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的双重活性,作为MnCAT模拟物具有较高的催化活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 超氧化物岐化酶化学模拟的研究
• 1.1.1 超氧化物岐化酶的组成及功能
• 1.1.2 超氧化物岐化酶化学模拟研究进展
• 1.2 过氧化氢酶化学模拟的研究
• 1.2.1 过氧化氢酶的组成及功能
• 1.2.2 过氧化氢酶化学模拟研究进展
• 1.3 TACN及其衍生物的研究
• 1.4 苯并咪唑及其衍生物的研究
• 1.5 论文的研究意义
• 第2章 三氮环衍生配合物的合成、表征及性质研究
• 2.1 配体合成路线
• 2.1.1 1-对甲苯磺酰基-1,4,7-三氮环壬烷基及1,4,7-三氮环壬烷盐酸盐的合
• 2.1.2 1-亚甲基苯并咪唑-1,4,7-三氮环壬烷的盐酸盐及1,4,7-三乙酸-1,4,7-三氮环壬烷的合成
• 2.1.3 1,2-[1,4,7-三氮环壬烷]乙烷的合成
• 2.2 配合物的合成
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 仪器与试剂
• 1）的合成'>2.3.2 1-对甲苯磺酰基-1,4,7-三氮环壬烷（L¹）的合成
• 2）盐酸盐的合成'>2.3.3 1-亚甲基苯并咪唑-1,4,7-三氮环壬烷（L²）盐酸盐的合成
• 3）的合成'>2.3.4 N,N,N-三乙酸-1,4,7-三氮环壬烷（L³）的合成
• 4）的合成'>2.3.5 1,2-[1,4-亚甲基苯并咪唑-1,4,7-三氮环壬烷]乙烷（L⁴）的合成
• 5）的合成'>2.3.6 1,2-[1,4-二乙酸-1,4,7-三氮环壬烷]乙烷（L⁵）的合成
• 2.3.7 配合物的合成
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱
• 2.4.2 晶体结构
• 1Cl₂]₂磁性质'>2.4.3 配合物[CuL¹Cl₂]₂磁性质
• 2Cl₂]Cl·3H₂O的循环伏安（CV）'>2.4.4 配合物[CoL₂Cl₂]Cl·3H₂O的循环伏安（CV）
• 2.4.5 小结
• 第3章 苯并咪唑衍生配合物的合成与晶体结构
• 3.1 合成路线
• 3.1.1 配体的合成路线
• 3.1.2 配合物的合成
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 2-苯并咪唑苯酚的合成
• 3.2.3 2-甲基苯并咪唑甲胺的合成
• 13H₉N₂O)Cl]₂·（CH₃CN）₂的合成'>3.2.4 配合物[Cu(C₁₃H₉N₂O)Cl]₂·（CH₃CN）₂的合成
• 9H₁₁N₃)Cl₂]₂的合成'>3.2.5 配合物[Cu(C₉H₁₁N₃)Cl₂]₂的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 晶体结构
• 3.4 结论
• 第4章 超氧化物歧化酶及过氧化氢酶模拟物的生物活性研究
• 4.1 超氧化物歧化酶模拟物的生物活性研究
• 4.1.1 试剂与仪器
• 4.1.2 实验过程
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.2 过氧化氢酶模拟物的生物活性研究
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验过程
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.3 小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 附录 部分化合物的谱图
• 在研期间发表的论文
• 致谢