一个嫁接有羧酸羟基乙基酯的二吡啶吩嗪Ru(II)配合物的合成、与DNA的相互作用以及溶剂变色性质的研究

合成并表征了一个新的Ru(II)配合物[Ru(bpy)₂(hedppc)](ClO₄)₂ {bpy＝2,2'-联吡啶, hedppc＝二联吡啶[3,2-a: 2',3'-c]吩嗪-11-羧酸(2-羟乙基)酯}. 通过紫外-可见吸收光谱、与溴化乙锭竞争实验、粘度测量和DNA裂解实验研究了配合物与小牛胸腺DNA的相互作用性质. 结果表明配合物以插入模式与DNA键合,键合常数K_b＝(6.99±1.34)×10⁶ mol^－1•L (s＝2.03±0.04)与母体配合物[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋相近,但光致发光和溶剂变色等光学性质与[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋有明显的差别.     

一种含吲哚咪唑基Ru(II)配合物的酸碱性质和与DNA相互作用的研究

合成了一个新的Ru(II)配合物[Ru(bpy)₂(H₂iip)](ClO₄)₂•5H₂O [bpy＝2,2'-联吡啶, H₂iip＝2-吲哚基-咪唑并[4,5-ƒ][1,10]-邻菲罗啉]. 通过酸碱滴定发射光谱测定了该配合物的表观电离常数; 用紫外可见光谱、荧光光谱、稳态荧光淬灭、溴化乙锭竞争键合、粘度测量和DNA裂解实验研究了配合物与DNA的相互作用性质. 结果表明配合物以经典的插入模式与DNA键合, 键合常数K_b＝(5.97±0.27)×10⁵ mol^－1•L (50 mmol/L NaCl).     

乙醇/Tris-水中Cu(Ⅱ)对SDS和DNA增强[Ru(bpy)2(dppz)]2+光致发光的调控

应用荧光光谱、荧光显微镜和伏安法研究了乙醇/水体系中Cu(Ⅱ)对十二烷基硫酸钠(SDS)和鱼精DNA增强[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺(bpy=2,2′-联吡啶, dppz=邻联二吡啶[3,2-a:2′,3′-c]吩嗪)光致发光的调控。结果表明, 在乙醇/三羟甲基氨基甲烷(Tris)-水 (V_乙醇:V_Tris=1:5)体系中, DNA和阴离子表面活性剂SDS均能增强[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺的光致发光, 其与[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺间的键合常数分别为5.5×10⁵和4.2×10² L·mol^-1;Cu(Ⅱ)离子能通过DNA和SDS介导的光诱导电子转移淬灭乙醇/水溶液中[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺的光致发光, DNA介导的Stern-Volmer淬灭常数为2.0×10⁵ L·mol^-1, 远远大于SDS介导的淬灭常数(9.0×10³ L·mol^-1)。此外, 结合SDS、DNA和Cu(Ⅱ)对[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺在铟锡氧化物(ITO)电极上发生的氧化还原反应的影响, 进一步探讨了乙醇/Tris-水中Cu(Ⅱ)对SDS和DNA增强[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺光致发光的调控机理。该研究有助于更好地理解DNA嵌入剂的发光和淬灭机制, 为生物分子光开关的构建提供新思路。     

一种含吲哚咪唑基Ru(II)配合物的酸碱性质和与DNA相互作用的研究

合成了一个新的Ru(II)配合物[Ru(bpy)₂(H₂iip)](ClO₄)₂•5H₂O [bpy＝2,2'-联吡啶, H₂iip＝2-吲哚基-咪唑并[4,5-ƒ][1,10]-邻菲罗啉]. 通过酸碱滴定发射光谱测定了该配合物的表观电离常数; 用紫外可见光谱、荧光光谱、稳态荧光淬灭、溴化乙锭竞争键合、粘度测量和DNA裂解实验研究了配合物与DNA的相互作用性质. 结果表明配合物以经典的插入模式与DNA键合, 键合常数K_b＝(5.97±0.27)×10⁵ mol^－1•L (50 mmol/L NaCl).     

新型双核配合物的形成、与DNA的作用机制及荧光性质研究

利用紫外、荧光和粘度等方法研究了含不同配体的钌(II)配合物[Ru(phen)₂CImP]^2＋(CImP＝3,4-二羟基-咪唑并[4,5-i][1,10]邻菲咯啉)和[Ru(phen)₂TPPZ]^2＋(TPPZ＝四吡啶[3,2-a:2',3'-c:3',2'-h:2',3'-j]吩嗪)与DNA的作用机制, 并研究了配合物与Zn^2＋配合后荧光性质变化. 结果表明[Ru(phen)₂TPPZ]^2＋与DNA以插入模式作用, 而[Ru(phen)₂CImP]^2＋与DNA则以沟面结合模式作用. 向配合物溶液中滴加Zn^2＋后, 配合物[Ru(phen)₂TPPZ]^2＋和[Ru(phen)₂CImP]^2＋均可以与Zn^2＋形成双核配合物[Ru(phen)₂(TPPZ)Zn]^4＋和[Ru(phen)₂(CImP)Zn]^4＋, 配合物的荧光减弱. 与DNA作用后, 配合物仍可以与Zn^2＋配位形成双核配合物, 但[Ru(phen)₂(TPPZ)Zn]^4＋保持插入模式与DNA作用, 配合物的荧光减弱. 而[Ru(phen)₂(CImP)Zn]^4＋与DNA则由沟面结合改为插入结合, 配合物的荧光增强.     

TiO2纳米颗粒对钌(II)三联吡啶配合物光损伤小牛胸腺DNA能力的影响

由于极短的激发态寿命, 钌(II)三联吡啶配合物对脱氧核糖核酸(DNA)的光损伤能力低下. 设计合成了三个钌(II)三联吡啶配合物[Ru(ttp)(tpy)]^2＋ (1), [Ru(ttp-COOH)(tpy)]^2＋ (2)和[Ru(ttp-COOH)(tpy-pyr)]^2＋ (3), 其中tpy为2,2':6',2"-三联吡啶, ttp为4′-(4-甲苯基)-2,2':6',2"-三联吡啶, ttp-COOH为4′-(4-羧基苯基)-2,2':6',2"-三联吡啶, tpy-pyr为4'-(1-芘基)-2,2':6',2"-三联吡啶. 比较了TiO₂纳米颗粒对它们光损伤小牛胸腺DNA的影响. 发现TiO₂纳米颗粒在空气和氩气条件下均可显著提高配合物3光损伤DNA的能力. TiO₂纳米颗粒和配合物3间的光诱导电子转移作用及其该作用生成的钌(III)物种可能是促进配合物3对DNA光损伤的主要原因.     

TiO2纳米颗粒对钌(II)三联吡啶配合物光损伤小牛胸腺DNA能力的影响

由于极短的激发态寿命, 钌(II)三联吡啶配合物对脱氧核糖核酸(DNA)的光损伤能力低下. 设计合成了三个钌(II)三联吡啶配合物[Ru(ttp)(tpy)]^2＋ (1), [Ru(ttp-COOH)(tpy)]^2＋ (2)和[Ru(ttp-COOH)(tpy-pyr)]^2＋ (3), 其中tpy为2,2':6',2"-三联吡啶, ttp为4′-(4-甲苯基)-2,2':6',2"-三联吡啶, ttp-COOH为4′-(4-羧基苯基)-2,2':6',2"-三联吡啶, tpy-pyr为4'-(1-芘基)-2,2':6',2"-三联吡啶. 比较了TiO₂纳米颗粒对它们光损伤小牛胸腺DNA的影响. 发现TiO₂纳米颗粒在空气和氩气条件下均可显著提高配合物3光损伤DNA的能力. TiO₂纳米颗粒和配合物3间的光诱导电子转移作用及其该作用生成的钌(III)物种可能是促进配合物3对DNA光损伤的主要原因.     

钯(Ⅱ)三元配合物稳定性及其与DNA作用研究

合成了[Pd(bipy)(DL-gly)]Cl•2H₂₂O(2)两个钯三元配合物. 配合物１和２的稳定常数对数值lgβ分别为13.81和13.71, 表征常数ΔlgK、lgX高于统计值, 表明在配合物分子内存在d-p π电子协同效应. 紫外光谱、荧光光谱结果表明, 配合物１和２与鱼精DNA主要以插入方式键合, 键合常数分别为2.37×10⁶(1)和4.57×10⁶(2). CD光谱图也显示, 配合物与DNA分子之间发生了作用. 质粒pBR322 DNA的凝胶电泳图表明, 配合物浓度在3.0０×10^-3～7.5０×10^-4 mol •L^-1范围内对DNA分子有切割作用, 配合物浓度低于3.75×10^-4 mol •L^-1时则主要以插入方式与DNA键合.     

金属离子对联吡啶钌电致化学发光影响的研究

在玻碳电极上, 联吡啶钌[Ru(bpy)₃^2＋]于＋1.50 V (vs. Ag/AgCl)左右被氧化为Ru(bpy)₃^3＋, 该氧化态离子与碱性水溶液中(pH 8.2)的OH•反应生成激发态的[Ru(bpy)₃^2＋*]而发光. 研究比较了15种金属离子对Ru(bpy)₃^2＋碱性水溶液电致化学发光的影响, 并对这些影响进行了初步的解释.     

手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)2dppz]2＋对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节, XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的, 但其识别效率很低. 本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用. 模拟结果显示: 金属配合物[Ru(IP)₂dppz]^2＋的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用, 识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性. 同时, 我们发现: 在Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋插入到CPD后, 形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状, 使其在构型上得到初步的修复.     

手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)2dppz]2＋对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节, XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的, 但其识别效率很低. 本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用. 模拟结果显示: 金属配合物[Ru(IP)₂dppz]^2＋的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用, 识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性. 同时, 我们发现: 在Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋插入到CPD后, 形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状, 使其在构型上得到初步的修复.     

双核钌(II)多吡啶配合物与酵母RNA的相互作用研究

用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱滴定、稳态荧光淬灭和反向盐滴定实验研究了双核钌(II)配合物[(bpy)₂Ru(ebipcH₂)Ru(bpy)₂](ClO₄)₄ {bpy＝2,2'-联吡啶; ebipcH₂＝N-乙基-4,7-二(咪唑-[4,5-f]-(1,10-邻菲啰啉)-2-基)咔唑}与酵母RNA的相互作用. 结果表明该双核配合物以插入方式与酵母RNA作用, 在生理盐浓度下(≈150 mmol/L NaCl)该配合物与RNA的相互作用明显强于DNA.     

噻吩基钌配合物与酵母RNA的相互作用研究

通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱滴定、稳态荧光猝灭以及盐效应实验研究了噻吩基钌配合物[Ru(bpy)2(Htip)]Cl2(1)、[Ru(Htip)2(dppz)]Cl2(2)、[Ru(Htip)3]Cl2(3)和[Ru2(bpy)4(H2bipt)]Cl4(4){bpy=2,2'-联吡啶;Htip=2-噻吩咪唑[4,5-f][1,10]邻菲咯啉;H2bipt=2,5-二(2-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲咯啉)噻吩;dppz=二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪}与酵母RNA(yeast-RNA)的相互作用,并比较了该类配合物与yeast-RNA和小牛胸腺DNA(ct-DNA)的键合性质。结果表明,该类噻吩基钌配合物是较强的RNA嵌入试剂,其中配合物2和3的RNA键合强度大于其DNA键合强度;此系列配合物在低盐和高盐浓度时均能与RNA较强地结合,即使在100 mmol/L Na Cl条件下仍具有较大的RNA键合常数;配合物1与RNA键合时荧光强度下降,配合物2在水溶液中以及与RNA键合时几乎无荧光,而它们与DNA作用时荧光强度明显增大,显示出良好的区分RNA和DNA的荧光特性。     

钌(Ⅱ)的氮杂环配体配合物的CNDO/2理论研究

本文运用CNDO/2方法经SCF计算获得了钌(Ⅱ)配合物Ru(L)₃²⁺(其中L=bpy, bpm和bpz)，分别是2，2′-联吡啶，2，2′- 联嘧啶，2，2′- 联吡嗪)和Ru(bpy)₂(bqdi)²⁺(其中bqdi是邻二亚胺苯醌)的电子结构参数，并且从电子微观结构层次研究了它们的结构—性能关系。计算结果与实验事实相吻合。     

含二胺均三嗪衍生物的钌(II)配合物的合成、晶体结构、电化学及光谱性质

钌(II)多吡啶配合物在光化学、物理学、光催化、电化学、光电化学、电子转移和能量传递、分子组装等领域一直扮演者非常重要的角色. 钌(II)多吡啶配合物的分子结构具有很大的可塑性, 通过往配体上接入各种不同类型官能团, 可以设计出各种各样具有不同分子识别功能的分子器件. 本文在钌(II)配合物中引入二氨均三嗪基团, 设计合成了三个新型的钌(II)多吡啶配合物 [Ru(bpy)₂(1-IQTNH)](ClO₄)2 (1), [Ru(bpy)₂(2-QTNH)](ClO₄)₂ (2) 和 [Ru(bpy)₂(3-IQTNH)](ClO₄)₂ (3) (bpy = 2,2′-bipyridine, 1-IQTNH = 6-(isoquinolin-1-yl)-1,3,5-triazine-2,4- diamine, 2-QTNH = 6-(quinolin-2-yl)-1,3,5-triazine-2,4-diamine, 3-IQTNH = 6-(isoquinolin-3-yl)-1,3,5-triazine-2,4- diamine). 通过元素分析、ES-MS、1H NMR进行结构表征, 确证了它们的组成. 用X射线单晶衍射测定了配合物[Ru(bpy)₂(2-QTNH)](ClO₄)₂·2H₂O和[Ru(bpy)₂(3-IQTNH)](ClO₄)₂的晶体结构. 配合物2和3都属单斜晶系. 晶体结构表明, 配合物中钌(II)均具有畸变八面体几何构型. 分子计算表明配体1-IQTNH和2-QTNH在电子结构性质方面很相似并具有比bpy和3-IQTNH能量更低的LUMO. 实验结果与分子计算一致, 电化学实验证明在配合物1和2中, 最稳定的LUMO轨道位于配体1-IQTNH和2-QTNH, 而配合物3中最稳定的LUMO轨道位于配体bpy. 从吸收光谱中可观察到, 由于具有比bpy更大的?电子共轭体系, 配合物1和2的MLCT峰都发生了明显红移. 以上实验结果表明, 配体结构的改变, 导致配合物1~3表现出和[Ru(bpy)₃]²⁺不同程度的性质差异.     

一种含咔唑基团的混配型钌(II)配合物的合成、表征和酸碱性质研究

合成了钌(II)配合物cis-[Ru(HL)(Hdcbpy)(NCS)₂]^－•[N(C₄H₉)₄]^＋ (HL＝2-(9-乙基-9H-3-咔唑基)-1H-咪唑[4,5-f] [1,10]邻菲啰啉, H₂dcbpy＝4,4'-二羧酸-2,2'-联吡啶). 采用元素分析、核磁共振氢谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、质谱(MS)对配合物进行了表征. 通过紫外-可见吸收光谱和稳态荧光光谱, 研究了该配合物的基态和激发态酸碱性质. 结果表明该配合物在基态时能发生5步质子化/去质子化反应, 表现出基于光致发光强度和激发态能量转移途径的质子化/去质子化诱导的分子开关性质.     

基于两种柔性同分异构羧酸配体的钴(Ⅱ)配合物的合成、结构表征及磁性能研究

分别以E-3-[4-(羧甲氧基)-苯基]丙烯酸(H₂L¹)和E-3-[4-(羧甲氧基)-苯基]丙烯酸(H₂L²)为主配体,合成了3种钴(Ⅱ)配位聚合物：[Co(L¹)(bpp)]_n(1),{[Co(μ₃-OH)₂(L²)₄(bpy)₂(H₂O)₄]·12H₂O}_n(2)和[Co(L₂)(bpy)]_n(3)(bpp：1,3-二吡啶基丙烷,bpy：4,4-联吡啶)。通过元素分析、红外光谱、X射线粉末和单晶衍射对其进行了结构表征。结果表明钴(Ⅱ)离子在这3种配合物中具有不同的配位环境,导致3种配合物具有不同的晶体结构和磁性特征。     

乙醇/Tris-水中Cu(Ⅱ)对SDS和DNA增强[Ru(bpy)2(dppz)]2+光致发光的调控

应用荧光光谱、荧光显微镜和伏安法研究了乙醇/水体系中Cu(Ⅱ)对十二烷基硫酸钠(SDS)和鱼精DNA增强[Ru(bpy)2(dppz)]2+(bpy=2,2′-联吡啶,dppz=邻联二吡啶[3,2-a:2′,3′-c]吩嗪)光致发光的调控。结果表明,在乙醇/三羟甲基氨基甲烷(Tris)-水(V乙醇∶VTris=1∶5)体系中,DNA和阴离子表面活性剂SDS均能增强[Ru(bpy)2(dppz)]2+的光致发光,其与[Ru(bpy)2(dppz)]2+间的键合常数分别为5.5×105和4.2×102L.mol-1;Cu(Ⅱ)离子能通过DNA和SDS介导的光诱导电子转移淬灭乙醇/水溶液中[Ru(bpy)2(dppz)]2+的光致发光,DNA介导的Stern-Volmer淬灭常数为2.0×105L.mol-1,远远大于SDS介导的淬灭常数(9.0×103L.mol-1)。此外,结合SDS、DNA和Cu(Ⅱ)对[Ru(bpy)2(dppz)]2+在铟锡氧化物(ITO)电极上发生的氧化还原反应的影响,进一步探讨了乙醇/Tris-水中Cu(Ⅱ)对SDS和DNA增强[Ru(bpy)2(dppz)]2+光致发光的调控机理。该研究有助于更好地理解DNA嵌入剂的发光和淬灭机制,为生物分子光开关的构建提供新思路。     

新型三齿多吡啶钴(II)、钌(II)配合物的合成、表征及其与DNA的作用研究

合成了两种新型三齿多吡啶钴(II)和钌(II)的混配配合物[Co(TolylTPy)(H₂Bzimpy)]Cl₂ [TolylTPy＝4'-对甲基苯 基-2,2':6',2'-三联吡啶, H₂Bzimpy＝2,6-二(苯并咪唑-2)吡啶] (A)和Ru(TolylTPy)(Bzimpy) (B). 用元素分析, IR, ¹H NMR等对它们进行了表征, 测定了配合物B的晶体结构, 用电子吸收光谱、荧光光谱等研究了配合物与小牛胸腺DNA(CTDNA)的相互作用及其对pBR322 DNA的断裂作用. 结果表明, 配合物A和B与CTDNA的作用属静电结合, 凝胶电泳实验说明配合物A在310 nm光辐射15 min, 可使超螺旋pBR322 DNA断裂为开环缺口型和线型DNA.     

[Ru(bpy)2tpphz]2+与Zn2+形成的双核配合物的荧光性质研究

The formation of heterobimetallic ruthenium(Ⅱ) complex was investigated by absorption and emission spectra. As an intercalator of DNA， the luminescent monometallic ruthenium(Ⅱ) complex [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ could coor-dinate with Zn²⁺ to form the nonluminescent heterobimetallic complex [Ru(bpy)₂(tpphz)Zn]⁴⁺. The emission in-tensity of complex decreased as increasing the amounts of Zn²⁺ and the luminescence was almost lost at the ratio of [Zn]/[Ru] of 1. After binding to DNA， the peripheral coordination site on the tpphz ligand remained accessible for Zn²⁺， the coordination occurred from the oppsite side of helix with respect to intercalated [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ and the nonluminescent heterobimetallic complex was formed. On the other hand， the [Ru(bpy)₂(tpphz)Zn]⁴⁺ also bound to DNA by intercalation and situated the region of the intercalated [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ between the base pairs of DNA. The complex looked like a molecular nut (the Zn²⁺) and bolt (the [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺).