水溶性二铁六羰基配合物与生物相关分子的相互作用及其促进一氧化碳释放

二铁六羰基配合物[Fe₂（μ-SCH₂R）₂（CO）6]（R=CH （OH） CH₂（OH）,1）是一个水溶性且能够释放一氧化碳的分子（CORM）,我们应用各种光谱技术研究了其与血红蛋白（Hb）、肌红蛋白（Mb）、牛血清白蛋白（BSA）、谷胱甘肽（GSH）和DNA等生物分子的相互作用。红外光谱结果表明,蛋白质和谷胱甘肽均能促进配合物1分解释放CO。该CO释放过程符合一级动力学模型,其中谷胱甘肽促进CO释放的效率最高。紫外吸收光谱变化和荧光猝灭效应也表明这些生物相关分子与二铁羰基配合物之间存在相互作用。蛋白质和配合物1的CD光谱结果显示,配合物没有引起蛋白质的构象变化。pUC19质粒DNA与配合物1之间的作用表明该配合物不会引起DNA损伤。     

离子聚合物不同间隔单元对催化CO2环加成反应的影响

在常压低温的温和条件下实现CO₂与环氧化物环加成反应的高效催化转化仍是一个具有挑战的课题。以N-(三甲基硅基)咪唑和具有不同官能基团的二卤化物为前体,通过亲核取代反应形成重复的C—N键,简单高效地构建了一类新型的离子聚合物IP1~IP3,并采用FT-IR、扫描电镜、能量色散X射线谱面扫、比表面积与孔隙率分析和X射线光电子能谱对其进行了全面表征。离子聚合物IP1~IP3在p_CO2=101 kPa时均能催化CO₂与环氧化合物环加成形成环状碳酸酯,但不同官能基团的二卤化物形成具有不同间隔单元的离子聚合物催化性能存在差异,其中以酚羟基作为间隔单元的IP3具有最好的催化性能。在无溶剂、80℃、12 h和p_CO2=101 kPa的反应条件下,IP3几乎定量地将环氧氯丙烷转化为对应的环状碳酸酯,并且具有良好的底物普适性。催化剂循环测试表明,IP3在重复使用10次后,产物的产率仍保持在92%以上,体现出优异的稳定性。     

基于不同碱基含量的[FeFe]-氢化酶模型化合物功能化聚合物的合成与表征

将含二炔基的[2Fe2S]模型化合物[Fe2(μ-SCH2C≡CH)2(CO)6](A)和双叠氮单体2,6-(N3CH2)Py(B,Py=吡啶)与含碱性基团的双炔单体(2-Py CH2)N(CH2C≡CH)2(C,Py=吡啶)通过"点击反应"以不同比例进行共聚,得到了6种含不同碱基量的[FeFe]-氢化酶模型化合物功能聚合物Polymer-1~Polymer-6。通过红外光谱、硫元素分析、热重、扫描电镜和电化学对这些聚合物进行了表征。红外光谱和电化学研究表明二铁六羰基单元A以二铁五羰基的形式存在于聚合物中。在共聚过程中,增加单体C的含量能显著改变聚合物的形貌和增加其在有机溶剂中的溶解度,同时热稳定性也有所增加。这些聚合物在含有醋酸的DMF介质中催化质子还原的行为表明,通过单体C引入的碱性基团所形成的次级配位环境对二铁中心的催化性能有显著影响。     

阳离子(从有机铵到无机阳离子)对fac-[Fe(CO)3I3]-阴离子的稳定性和毒性的调节

通过无机碘盐(MI_n)与cis-[Fe (CO)₄I₂]反应制备了5个盐类化合物fac-M[Fe (CO)₃I₃]_n(Mⁿ⁺=Na⁺(1),K⁺(2),Mg²⁺(3),Ca²⁺(4),NH⁴⁺(5)),探讨了阳离子Mⁿ⁺对fac-[Fe (CO)₃I₃]^-阴离子的稳定性和细胞毒性的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)监测,发现盐1~5在DMSO、D₂O、生理盐水等介质中均能缓释CO,其释放动力学符合一级反应动力学模型;还发现溶液中碘离子的浓度和酸度对该阴离子的缓释CO性能也具有调节作用。通过噻唑蓝(MTT)实验评估了盐1~5对膀胱癌细胞的毒性,其24 h半抑制浓度(IC₅₀)在25~43 μmol·L^-1。与有机铵阳离子类的盐化合物相比,盐1~5在含水介质中的释放CO速率下降,毒性亦有下调。研究还发现这类fac-[Fe (CO)₃I₃]^-阴离子在缓释CO的同时释放碘自由基,并能导致线粒体活性氧(ROS)水平、Parkin蛋白表达均上调。铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1和Liproxstatin-1)试验结果表明这类化合物可能引发铁死亡通路并促进肿瘤细胞死亡。     

阳离子(从有机铵到无机阳离子)对fac-[Fe(CO)3I3]-阴离子的稳定性和毒性的调节

通过无机碘盐(MI_n)与 cis-[Fe(CO)₄I₂]反应制备了 5 个盐类化合物 fac-M[Fe(CO)₃I₃]_n (Mⁿ⁺=Na⁺ (1),K⁺ (2),Mg²⁺ (3),Ca²⁺ (4),NH₄⁺ (5)),探讨了阳离子Mⁿ⁺对fac-[Fe(CO)₃I₃]^-阴离子的稳定性和细胞毒性的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)监测,发现盐 1~5在 DMSO、D₂O、生理盐水等介质中均能缓释 CO,其释放动力学符合一级反应动力学模型;还发现溶液中碘离子的浓度和酸度对该阴离子的缓释CO性能也具有调节作用。通过噻唑蓝(MTT)实验评估了盐1~5对膀胱癌细胞的毒性,其24 h半抑制浓度(IC₅₀)在 25~43 μmol·L^-1。与有机铵阳离子类的盐化合物相比,盐1~5在含水介质中的释放 CO速率下降,毒性亦有下调。研究还发现这类fac-[Fe(CO)₃I₃]^-阴离子在缓释CO的同时释放碘自由基,并能导致线粒体活性氧(ROS)水平、Parkin蛋白表达均上调。铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1和Liproxstatin-1)试验结果表明这类化合物可能引发铁死亡通路并促进肿瘤细胞死亡。     

熔融法合成盐酸二甲双胍

由浓盐酸和二甲胺水溶液制备盐酸二甲胺水溶液,减压脱水后与双氰胺通过熔融法合成了盐酸二甲双胍.较适宜的反应条件为:二甲胺275 mmol,n(二甲胺):n(双氰胺)=1.00:1.15,于130℃-145℃反应2h,用80%乙醇重结晶,产率高达92%.     

CO释放体系中沉淀的预防及利用配体交换反应调控CO释放速率

采用3个含巯基基团的水溶性化合物（硫普罗宁、巯基乙胺和巯基甘油）来诱导二铁羰基化合物[Fe₂（μ-SCH₂CH （OH） CH₂（OH））₂（CO）₆]（1）释放CO。为了解决在CO释放过程中形成沉淀的问题,研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对分解产物的溶解作用。结果表明EDTA不仅可以成功地预防CO释放体系中沉淀的生成,还可以协同促进化合物1分解释放CO。虽然所选择的配体都含有巯基功能基团,但其对化合物1释放CO的促进作用不同,据此可用于CO释放速率的调控。     

基于不同碱基含量的[FeFe]-氢化酶模型化合物功能化聚合物的合成与表征

将含二炔基的[2Fe2S]模型化合物[Fe₂(μ-SCH₂C≡CH)₂(CO)₆](A)和双叠氮单体2,6-(N₃CH₂)Py(B, Py=吡啶)与含碱性基团的双炔单体(2-PyCH₂)N(CH₂C≡CH)₂(C, Py=吡啶)通过“点击反应”以不同比例进行共聚,得到了6种含不同碱基量的[FeFe]-氢化酶模型化合物功能聚合物Polymer-1~Polymer-6.通过红外光谱、硫元素分析、热重、扫描电镜和电化学对这些聚合物进行了表征.红外光谱和电化学研究表明二铁六羰基单元A以二铁五羰基的形式存在于聚合物中.在共聚过程中,增加单体C的含量能显著改变聚合物的形貌和增加其在有机溶剂中的溶解度,同时热稳定性也有所增加.这些聚合物在含有醋酸的DMF介质中催化质子还原的行为表明,通过单体C引入的碱性基团所形成的次级配位环境对二铁中心的催化性能有显著影响.     

含二齿膦配体的二羰基铁化合物的制备及光诱导释放一氧化碳性能

一氧化碳释放剂(CORM)为CO在人体的精准输送提供了便利。为提高CORM的稳定性,以[Fe(CO)₄I₂]为前驱体,通过与二齿膦配体dppe、dppp、PNP(dppe=1,2-双(二苯基膦酰)乙烷,dppp=1,3-双(二苯基膦酰)丙烷,PNP=N-环己基-N-(二苯基膦酰)-1,1-二苯基膦胺(Ph₂PN(cyclohexyl)PPh₂)的配位取代反应制得了二齿膦二羰基铁化合物1~3,并利用FT-IR、UV-Vis、NMR、元素分析、单晶X射线衍射(化合物2、3)进行表征。通过红外光谱法研究了化合物1~3的降解释放CO性能,以评估其作为CORM的潜能。在二甲亚砜溶剂中、黑暗条件下这些化合物表现出良好稳定性;但在可见光(红光、绿光、蓝光)照射下,均可降解释放CO,其降解速率与光源的能量和化合物的结构有关。此外,在蓝光和绿光照射下,发现化合物1和2可从顺式构型向反式构型发生转化,而红光下因能量不足未见构型转化。