谷胱甘肽与衡土离子作用的13^C NMR研究

本文利用顺磁稀土离子的诱导化学位移变化的性质, 研究了多官能团配体谷胱甘肽(GSH)与稀土的配位作用。在水溶液中GSH通过分子两端的羧基负离子与稀土形成遥爪配位结构。谷氨酸和甘氨酸羧基与Eu^3+的配位稳定常数分别为12.5±0.1L.mol和100.0±0.5L/mol。从13^C化学位移的pH变化曲线求得谷氨酸和甘氨酸羧基解离的pK~a值分别为2.20±0.02和3.50±0.04。对Dy^3+、Ho^3+、Er^3+、Tm^3+和Yb^3+作用下, GSH的13^C位移数据分析表明, 配体与这些离子形成同构的配合物, 分子两端羧基均可能以双齿形式与稀土配位。     

^1^3C NMR研究稀土柠檬酸配合物的溶液配位结构

用稀土离子诱导位移和顺磁弛豫时间测定等NMR方法研究了稀土柠檬酸配合物在pH 7.4的溶液中的配位结构。结果表明稀土离子通过3-羟基和3-羧基与柠檬酸配体形成1:2的配合物, 两个端羧基没有参与配位。通过计算稀土离子和柠檬酸配体中各个碳原子间的空间距离的相对比, 建立了稀土离子与柠檬酸配体配位的新模式。     

利用稀土位移探针对水溶液中L-精氨酸构象的~(13)C-NMR研究

采用重稀土离子(Dy、Ho、Er、Tm、Yb)研究了水溶液中L-精氨酸的构象。结果表明,距稀土配位中心4个或4个键以上的配体核的接触位移都很小,在稀土离子附近的配体核具有显著的接触位移。通过对配体磁性核结构因子的实验值进行模拟,建立了水溶液中L-精氨酸的整体构象。在L-精氨酸稀土配合物中,配体的羧基与稀土离子配位,配体的骨架结构位于稀土离子的零偶极位移锥面的外侧。对于羧基的双齿配位模式,计算得到的RE~(3+)-O键长为0.21nm。在溶液中配体以伸展状态存在,分子骨架呈全反式构象。     

α-丙氨酸和L-组氨酸的分子力学计算及其镧系离子配合物结构的NMR研究

应用分子力学计算得到了α-丙氨酸和L-组氨酸在溶液中的分子结构。在此基础上, 通过对镧系离子诱导位移的分析和模拟, 计算了氨基酸镧系离子配合物的13^C NMR作接触位移, 模拟了配合物的分子结构。结果表明, 在α-丙氨酸镧系离子配合物中, Ce^3+, Pr^3+, Nd^3+与丙氨酸的一个氧原子和一个氮原子形成双齿配位; Sm^3+, Eu^3+, Tb^3+, Dy^3+, Ho^3+, Er^3+, Tm^3+, Yb^3+则与两个氧原子形成双齿配位, 在L-组氨酸镧系离子配合物中, Ce^3+~Eu^3+与组氨酸的两个氧原子和α-氨基的氮原子形成三齿配位, 镧系离子Tb^3+~Yb^3+则与两个氧原子形成双齿配位, 同时, 还讨论了pH条件对氨基酸镧系离子配合物结构的影响。     

水溶液中羟脯氨酸稀土配合物的NMR研究

测定了在11种稀土离子(La~(3+)、Pr~(3+)、Nd~(3+)、Eu~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)、Yb~(3+)和Lu~(3+)存在下羟脯氨酸~(13)C的诱导位移和抗磁性稀土配合物体系的~(1)H化学位移与偶合常数。对配合物构象分析表明,在水溶液中羟脯氨酸以空间位阻小的“外向”构象存在,通过羧基与稀土离子形成双齿配位结构,Ln~(3+)-O键长为2.1。在水溶液中巳配位的与游离的氨基酸和水分子间的快速配位交换平衡导致稀土氨基酸配合物具有有效轴对称性。     

锌-稀土矩形纳米簇的构筑及近红外发光性能（英文）

本文设计了一个新型含苯-甲基-苯骨架的席夫碱配体,构筑了两个具有矩形结构的锌-稀土纳米簇[Ln2Zn2L2(OAc)6](Ln=Yb(1)和Er(2))。该席夫碱配体以"伸展型"配位模式与稀土离子进行配位,使这些锌-稀土纳米簇表现出较大的分子尺寸结构(0.7nm×1.1 nm×2.2nm)。荧光性质研究表明,由Zn/L组成的发色基团能有效敏化1和2中Yb3+和Er3+离子的近红外发光。通过对荧光量子产率及寿命进行分析发现,Zn/L对Yb3+离子的传能效率要高于Er3+离子。     

铕(Ⅲ)/镝(Ⅲ)苯并咪唑-5,6-二羧酸配位聚合物的合成和晶体结构

水热法合成了配合物{[Ln(Hbmdc)(bmdc)(H2O)3].3H2O}n(Ln=Eu,1;Dy,2;H2bmdc=苯并咪唑-5,6-二羧酸),用X-射线单晶衍射分析确定了配合物的晶体结构。配合物为单斜晶系,P21/c空间群。配合物1和2具有相似的一维链状结构。配体H2bmdc以2种不同的类型与Ln3+离子配位:完全去质子化的bmdc配体和咪唑环上的氮原子被质子化的Hbmdc配体。bmdc配体的2个羧基采取双齿螯合/双齿螯合方式配位;Hbmdc配体的1个羧基采取双齿螯合方式配位,另1个羧基未参与配位。每个Ln3+离子与6个羧基氧原子和3个水分子中氧原子配位,形成9配位的扭曲单帽四方反棱柱体。相邻的Ln3+离子通过bmdc配体桥联形成螺旋链状结构。链和链之间通过π-π堆积和氢键进一步连接成三维超分子结构。配合物1和2分别显示Eu3+和Dy3+离子的特征荧光。     

锌-稀土矩形纳米簇的构筑及近红外发光性能

本文设计了一个新型含苯-甲基-苯骨架的席夫碱配体,构筑了两个具有矩形结构的锌-稀土纳米簇[Ln₂Zn₂L₂(OAc)₆] (Ln = Yb (1)和Er (2))。该席夫碱配体以“伸展型”配位模式与稀土离子进行配位,使这些锌-稀土纳米簇表现出较大的分子尺寸结构(0.7 nm × 1.1 nm × 2.2 nm)。荧光性质研究表明,由Zn/L组成的发色基团能有效敏化1和2中Yb³⁺和Er³⁺离子的近红外发光。通过对荧光量子产率及寿命进行分析发现,Zn/L对Yb³⁺离子的传能效率要高于Er³⁺离子。     

硝酸铽与1,1,1'''',1''''-四(吡啶-2-羧酸酯基)联三甲基丙烷配合物的合成、表征及荧光性质

稀土离子具有独特的电子结构和成键特征,配位数高且多变,因而稀土配合物能表现出独特的光、电、磁性质。目前,设计和合成含有稀土离子的功能配合物作为发光分子器件和荧光探针是配位化学和超分子化学等研究领域的热点课题[1￣6]。研究表明,稀土配合物的发光性能和稳定性可通过改变其配体的组成和结构加以调控。因此,设计、合成具有新颖结构、良好配位能力及高效能量吸收和传递性能的有机配体是研究和开发新型稀土配合物发光材料的关键课题之一。多足配体在与金属离子配位时,能够表现出特有的选择性配位能力、类球形配位空穴和新颖的配位结构…     

基于2,6-二(4-羧基苯亚甲基)环己酮的金属-有机框架化合物的合成与表征（英文）

以2,6-二(4-羧基苯亚甲基)环己酮(H_2L)为配体得到一例锰金属-有机框架化合物[MnL]_n,并运用红外、热重、循环伏安、固体紫外、X射线光电子能谱和X射线单晶衍射对其进行表征。单晶衍射分析表明该配合物属于三斜晶系,空间群P1,不对称单元由Mn(Ⅱ)离子和一个L~(2-)配体组成。配体两端的羧基均为单齿配位,配体中间羰基上的氧参与配位,每个配体L~(2-)和3个Mn.离子配位,形成相对稳定的三角形配位构型。配合物中的Mn.与氧原子形成六配位构型,其中赤道面中的4个氧原子来自4个配体L~(2-)中单齿配位的羧基,上下顶点的2个氧原子分别来自配体L~(2-)中的羰基,从而形成八面体构型[MnO_6]。拓扑分析表明该金属-有机框架化合物具有二维kgd结构特征。循环伏安测试表明在扫速为30 mV·s~(-1)时,半波电位为171 mV,固体紫外光谱表明该化合物的带隙为1.76 eV。该化合物在染料分子如亚甲基蓝、甲基橙的降解过程中,具有一定的光催化活性。     

水溶液中甘氨酰-缬氨酸与稀土配位作用及其配合物构象的NMR研究

本文测定了在三种不同稀土离子(镧La^3^+、钬Ho^3^+和镱Yb^3^+)的水溶液中甘氨酰-缬氨酸的^1H的^1^3C稀土诱导位移。计算了Ho、Yb与甘氨酰-缬氨酸配合物的稳定常数, 讨论了稀土与该配体的配位作用及对配合物构象进行了研究, 发现配位后的甘氨酰-缬氨酸以一种空间位阻较小的伸展构象存在。     

双甘肽稀土配合物溶液结构的13C和1H NMR研究

~(13)C and ~1H NMR technique was used to study the interaction of Gly-Gly with heavy lanthanide cations Dy~(3+), Ho~(3+), Er~(3+), Tm~(3+) and Yb~(3+) in aqueous solution. The stability constants for the 1:1 and 1:2 complexes of Gly-Gly with Ho~(3+) and Yb~(3+) were determined from the titration curves of chemical shift versus concentration ratio of lanthanide to Gly-Gly. The solution structure of the Ln-Gly-Gly complex was analyzed based upon the ~(13)C and ~1H lanthanide-induced shifts and the results show that in the complex Gly-Gly is coordinated to the lanthanide ion through the carboxyl oxygens with the backbone of the ligand in an extended state.     

13C NMR study of D-pantothenic acid complexes with heavy lanthanide ions in aqueous solution

The ¹³C NMR study of the interaction between the trivalent lanthanide ions (from Dy to Lu) and D-pantothenic acid in aqueous solution was presented. The unambiguous resonance assignments were made on the basis of pH dependence and the analysis of molecular geometry. ¹³C paramagnetic shifts were separated into the contact and dipolar components by Reilley's method. The complex stability constant is 12.0 L / mol for the 1:1 ytterbium complex. An analysis of the shift data shows that heavy lanthanide ions form isostructural complexes with the substrate and the hyperfine coupling constant is independent of the ions used in the study. D-pantothenic acid is coordinated to the metal via the two oxygens of the carboxyl group with 2.25Å of Ln—O distances. The electron spin density distribution and the structural details of the complex were elucidated from the shift data. It is stated that contact contributions, while small for nuclei of several bonds away from the metal, should not be dismissed a priori.     

水溶液中稀土离子与甘氨酰丙氨酸作用的NMR研究

利用¹H和¹³C NMR技术研究了水溶液中稀土离子与二肽甘氨酰丙氨酸(以下简称甘-丙二肽,记为GA)的配位作用。由稀土诱导位移的浓度依赖关系计算了Yb与甘-丙二肽配合物的稳定常数。测定了重稀土离子Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tr³⁺和Yb³⁺作用下GA的¹³C诱导位移,并根据Reuben方法对稀土诱导位移进行了线性相关分析。对配合物中配体骨架构象的模拟分析指出,Cl-C₂-N-C₃为旁式,C₂-N-C₃-C₄和C₅-C₂-N-C₃为反交叉式。系统比较了4种含甘氨酰二肽的侧基大小对配合物稳定常数、配体构象和配合物溶液结构的影响。     

17O-NMR spectroscopy to study the coordination of oxygen-based ligands to lanthanide ions in solution

The number of oxygen-based ligands coordinated to lanthanide ions influences the physical and chemical properties of lanthanide complexes, making this number important to study. We used peak shifts in ¹⁷O-NMR spectroscopy to determine the number of individual nonhydroxyl-oxygen-based ligands coordinated to Dy³⁺. Oxygen-containing organic solvents were used as models to represent oxygen-based ligands to explore the scope of the technique because they contain a range of functional groups that have different electron-donating abilities and steric bulk. The measured coordination numbers of dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, diethyl ether, tetrahydrofuran, di-isopropyl ketone, and hexamethyl acetone were consistent with reasonable values, indicating that ¹⁷O-NMR spectroscopy is a useful technique to study the coordination chemistry of nonhydroxyl ligands to lanthanide ions in solution.     

工程化蛋白质纳米孔实时监测镉离子与谷胱甘肽的单分子反应

本研究利用合成的全-6-季铵基-β-环糊精(Per-6-quaternary ammonium-β-cyclodextrin,p-QABCD)装备基因工程化的α-溶血素(α-Hemolysin,αHL)蛋白质纳米孔(M113R)7,构建全新的单分子纳米孔反应器,在单分子水平实现对谷胱甘肽(GSH)和镉离子(Cd2+)的络合反应的实时原位监测,并辨认络合反应的不同路径、反应中间产物和最终产物.结果表明,溶液的pH值显著影响GSH与Cd2+络合产物的络合比例.pH=7.4时,GSH与Cd2+络合反应的最终产物为Cd(GSH)2;pH=9.0时,最终产物为Cd(GSH)2和Cd2(GSH)2.其中,Cd2(GSH)2的形成遵循两种路径:(1)一个Cd2+首先结合两个GSH分子的巯基形成Cd(GSH)2,然后,第二个Cd2+结合去质子化的氨基形成Cd2(GSH)2;(2)两个Cd2+分别结合同一个GSH分子的巯基和去质子化的氨基形成Cd2(GSH)1,然后,第二个GSH分子的巯基和去质子化的氨基结合Cd2(GSH)1的Cd2+形成Cd2(GSH)2.本研究实现了在单分子水平无标记和无化学修饰研究金属离子和生物小分子的反应,对理解细胞内重金属的解毒机理和拓展纳米孔单分子技术的研究领域具有重要意义.     

Calix[4]arenes as selective extracting agents. An NMR dynamic and conformational investigation of the lanthanide(III) and thorium(IV) complexes

The lanthanide and Th4+ complexes with calix[4]arene ligands substituted either on the narrow or at the wide rim by four coordinating groups behave totally differently as shown by an NMR investigation of the dia- and paramagnetic complexes. Solutions of complexes were prepared by reacting anhydrous metal perchlorate salts with the ligands in dry acetonitrile (CAUTION). Relaxation time T1 titrations of acetonitrile solutions of Gd3+ by calixarenes indicate that ligands subsituted on the narrow rim form stable 1:1 complexes whether they feature four amide groups (1) or four phosphine oxide functions. In contrast, a ligand substituted by four (carbamoylmethyl)-diphenylphosphine oxide moieties on the wide rim (3) and its derivatives from polymeric species even at a 1:1 ligand/metal concentration ratio. Nuclear magnetic relaxation dispersion (NMRD) curves (relaxation rates 1/T1 vs magnetic field strength) of Gd3+, Gd3+.1 and Gd3+.3 perchlorates in acetonitrile are analyzed by an extended version of the Solomon-Bloembergen-Morgan equations. A comparison of the calculated rotational correlation times tau r shows that ligand 3 forms oligomeric Gd3+ species. The chelates of ligand 1 are axially symmetric (C4 symmetry), and the paramagnetic shifts induced by the Yb3+ ion are accounted for quantitatively. The addition of water or of nitrate ions does not modify the geometry of the complex. The metal chelates of 3 and its derivatives adopt a C2 symmetry, and the paramagnetic shifts are interpreted on a semiquantitative basis only. Water and NO3- ions completely labilize the complexes of the heavy lanthanides. The very high selectivity of ligand 3 through the lanthanide series stems from a complex interplay of factors.     

1H and 13C NMR studies of lanthanide complex with 5-sulfosalicylic acid

In this paper, paramagnetic shifts have been measured for all ¹H and ¹³C nuclei of 5-sulfosalicylic acid (SSA) in the presence of the lanthanide ions in the second half of the series. The ligand forms isostructural complexes with these ions in aqueous solution. The separation of LISs was carried out by the use of the Reilley method and the calculated dipolar shifts were used to simulate the coordination structure of the complex. The result reveals that SSA is coordinated to lanthanide ion via two oxygens, one from the carboxylic group and the other from the phenolic group with Ln–O bond lengths equal to 2.47 Å. The lanthanide ion lies on the benzene plane and the carboxylic group is twisted 20° from the benzene ring. Of all the nuclei examined, those in the six-membered chelate ring experience significant dipolar interactions and contact interactions. Small |G/A| ratios were obtained for two protons five bonds away from the central lanthanide ion, which shows that the number of bonds alone cannot be used as a criterion for neglecting contact shifts in aromatic ligand.     

双甘肽稀土配合物溶液结构的~(13)C~1H NMR研究

关于双甘肽的~(13)C化学位移行为及其与稀土离子的配位作用前人有过报导。但有关水溶液中双甘肽稀土配合物的结构仍不清楚。本文测定了在重稀土离子Dy~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)和Yb~(3+)作用下双甘肽~(13)C和~1H的顺磁诱导位移,研究了水溶液中双甘肽稀土配合物的组成及结构。1 实验部分     

镝与二甘醇酸的配位聚合物的水热合成、晶体结构及荧光性质

DyCl₃·6H₂O与二甘醇酸(H₂dga)在水热条件下反应得到配位聚合物{[Dy₂(dga)₃(H₂O)₄]·2H₂O}_n，用X-射线衍射单晶结构分析方法确定了其晶体结构。该配合物的晶体属于正交晶系，C222₁空间群。在配合物中，Dy³⁺离子存在两种类型的配位环境。九配位的Dy1离子与3个二甘醇酸根的6个羧基氧原子和3个醚氧原子配位，其配位多面体可描述为一个扭曲的单帽四方反棱柱;八配位的Dy2离子周围的8个配位氧原子形成一个扭曲的四方反棱柱配位多面体，其中4个氧原子来自4个二甘醇酸根，另外4个氧原子由4个配位水分子提供。二甘醇酸配体的2个羧基和其醚氧原子同时与Dy³⁺离子配位而形成2D网状结构。 该配合物在室温下的固体荧光光谱显示了中心Dy³⁺离子的特征荧光，位于483 nm和574 nm的发射峰分别对应于Dy³⁺离子的 ⁴F_9/2 → ⁶H_15/2和 ⁴F_9/2 → ⁶H_13/2跃迁。