賈春滿，胡 琴，陳 達，張春燕，郭 肖，張 岐

（海南大學 材料與化工學院，海南 海口 570228；海南省精細化工重點實驗室（海南大學））

基于萘環(huán)仲胺類過渡金屬配合物的制備及與DNA相互作用的光譜學研究

賈春滿，胡 琴，陳 達，張春燕，郭 肖，張 岐

（海南大學 材料與化工學院，海南 海口 570228；海南省精細化工重點實驗室（海南大學））

合成了新型仲胺類配體L(N,N'-二萘基-1,2-乙二胺)及其四種過渡金屬的硝酸鹽配合物，利用紅外、元素分析、摩爾電導、1H NMR等對其結(jié)構(gòu)進行了表征，其結(jié)構(gòu)式為[ML2NO3]NO3(M=CuII，CoII，NiII，ZnII)，通過紫外、熒光光譜研究了該四種金屬配合物與小牛胸腺DNA的相互作用，Cu-L，Co-L，Ni-L，Zn-L與 DNA的結(jié)合常數(shù)分別為：3.77×104,1.41×104,2.14×104和 1.30×104M-1，表明配合物與DNA的作用方式插入結(jié)合.

DNA；相互作用；配合物；過渡金屬

過渡金屬配合物因其具備性能優(yōu)良的抗腫瘤藥物的潛力，近年來作為DNA靶向化合物得到了較廣泛研究[1-2].其中，希夫堿類過渡金屬配合物在此領域研究最為深入[3-4].然而希夫堿在酸或堿性條件時穩(wěn)定性較差，為了克服此類化合物的自身缺點，我們報道了將席夫堿還原為仲胺類并合成相應過渡金屬配合物的方法，并研究其與DNA之間的相互作用及機理.此類配合物C-N之間單鍵可自由旋轉(zhuǎn)，分子柔性得到提高，并且所形成的配合物在弱酸堿性條件下均比較穩(wěn)定.

我們仲胺類過渡金屬配合物的相關(guān)研究表明，此類配合物與DNA存在明顯相互作用.例如我們前期制備的N,N’-二苯基-1,2-乙二胺配體[5]及其配合物，發(fā)現(xiàn)此類配體具備苯環(huán)的剛性平面的重要性，為了更進一步研究該剛性平面結(jié)構(gòu)的配體及其配合物對DNA相互作用的影響，我們嘗試增大該配體的剛性平面，制備配體(N,N′-二萘基-1,2-乙二胺)及它的過渡金屬配合物，并初步研究這些配合物與DNA的相互作用.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

RF—540熒光分光光度計(上海精密科學儀器有限公司)，UV—3400紫外分光光度計 (上海精密科學儀器有限公司)，320-S pH計（梅特勒儀器有限公司），DDS-307精密型電導率儀（貴陽學通儀器儀表有限公司）.小牛胸腺DNA（上海華美生物工程公司），三（羥甲基）氨基甲烷（Tris）（上海華美生物工程公司），溴化乙錠EB（上海國藥集團化學試劑有限公司）

1.2 N,N′-二萘基-1,2-二胺(L)的合成及其配合物制備

向10mmol 1-萘甲醛甲醛的甲醇溶液中滴加10mmol乙二胺溶于10mL無水甲醇，室溫條件下攪拌4小時，TLC監(jiān)測反應完全后，硼氫化鉀（40mmol）分多次加入到反應液中，60°C回流反應3小時，得到黃色液體.加蒸餾水洗滌2次，氯仿萃取3次，無水NaSO4干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后，最終得到白色粉末（N,N′-二萘基-1,2-乙二胺）(L)，δH(CDCl3):8.09-7.24(14H,m,Ar-H),4.26(4H,s,Ar-CH2),2.90(4H,s,N-CH2),1.71(2H,s,NH-)，見圖 1.Cu(II),Co(II),Ni(II)和 Zn(II)硝酸鹽 (0.2mmol)溶于10mL甲醇，逐滴加入到N,N′-二萘基-1,2-乙二胺(0.1mmol)的甲醇(20mL)溶液中，室溫下混合攪拌3小時.旋蒸出溶劑后得到固體，分別用無水乙醇抽濾洗滌三次，真空干燥過夜，產(chǎn)率:78—83%.

圖1 N,N′-二萘基-1,2-乙二胺(L1)合成

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物的結(jié)構(gòu)表征

四種配合物的IR峰相似，表明其可能有相似的結(jié)構(gòu).對于配合物的而言，NO3-分別出現(xiàn)特征吸收 峰 1510cm-1(ν1),1050cm-1(ν2)和 1310cm-1(ν4)，最大吸收峰之差(|ν1-ν4|)大約為 190-210cm-1，表明硝酸根可能以雙齒方式配位[6].另外，在1380cm-1(ν0)存在的游離硝酸根的特征吸收，與摩爾電導的測定結(jié)果相一致.Cu-L,Co-L,Ni-L,Zn-L四種配合物的FT-IR主要峰 (cm-1):3443,3424,3433,3434(νN-H);1511,1511,1494,1515(δN-H);1625,1625,1624,1628(νC-N);1131,1130,1130,1131(νC-N);1510,1508,1509,1510(ν1NO3);1301,1308,1302,1317(ν4NO3).Cu-L,Co-L,Ni-L,Zn-L元素分析，C%測定值：66.70,66.48,67.01,66.31；H%測定值：5.48,5.49,5.60,5.49；N%測定值9.62,9.68,9.60,9.64.

在298℃下，在DMSO中測得配合物Cu-L,Co-L,Ni-L,Zn-L摩爾電導數(shù)據(jù)為：92.3,86.2,88.5,83.6(Scm2mol-1)，均在 83-92·S?cm2·mol-1范圍內(nèi)，表明四種金屬配合物均為1：1電荷比[7]，一個硝酸根參與配位在分子內(nèi)界，另一硝酸根在配合物分子外界，與上述紅外數(shù)據(jù)相一致.通過以上紅外、核磁、元素分析可知，其分子式為[ML2NO3]NO3，該配合物的可能結(jié)構(gòu)式如圖2所示.

圖2 配合物結(jié)構(gòu)式（M為金屬離子）

2.2 配合物與DNA相互作用的紫外光譜分析

如果配合物插入方式與DNA相互作用，則主要通過插入基團與堿基之間強烈的π-π堆積作用，因而可能使配合物在其吸收峰出現(xiàn)明顯的減色效應[8].由圖3可以看出，隨著DNA濃度的增加，231nm左右的吸光度值呈現(xiàn)減色效應，對應CuL,CoL,NiL和ZnL分別減小23.3%,12.8%,12.2%,14.9%，對應282nm左右的吸光度值也呈現(xiàn)減小的趨勢，分別減小32.3%,21.5%,22.2%,19.3%，這是因為可能這些配合物影響了DNA構(gòu)象與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并與DNA采取插入的方式.

圖3 DNA對配合物紫外光譜吸收影響(CDNA:a,0; b,2; c,4;d,6;e,8;f,10×10-6mol/L)

2.3 配合物與DNA相互作用的熒光光譜分析

利用熒光光譜法對金屬配合物與EB進行了競爭性結(jié)合實驗[9]，從而更進一步明確配合物與DNA的結(jié)合模式.圖4為配合物對DNA-EB體系熒光光譜的影響.隨著金屬配合物的加入，DNA-EB體系的相對熒光強度 (λex=540nm,λem=600nm)降低，這是因為配合物使EB從DNA中游離出來從而取代了DNA-EB體系中EB分子.根據(jù)經(jīng)典Stern-Volmer方程，F(xiàn)0/F=1+K[M]，[M]為猝滅劑的濃度，F(xiàn)0/F為(不存在猝滅劑)/(存在猝滅劑)時EB-DNA體系的熒光強度，由F0/F對[M]作圖得到四條線性回歸直線（見圖4），表明配合物對DNA猝滅有只有一種方式，配合物的鍵合常數(shù)K值(Cu-L，Co-L，Ni-L和Zn-L)分別為3.77×104,1.41×104,2.14×104和1.30×104M-1.該類配合物的鍵合常數(shù)高于我們前期報道相似配合物的論文數(shù)據(jù)[5]，表明萘環(huán)的插入作用能力可能比苯環(huán)更強.

3 結(jié)論

通過合成且表征了N,N'-二萘基-1,2-乙二胺(L)和它的 Cu(II)，Ni(II)，Zn(II)，Co(II)配合物.利用紫外、熒光光譜研究配合物與DNA的相互作用，結(jié)果表明金屬配合物與DNA結(jié)合且可以淬滅DNA-EB系統(tǒng)的熒光強度，與DNA相互作用方式為插入模式.萘環(huán)的插入作用能力比苯環(huán)更強，其原因可能是由于配合物插入平面的面積與插入強度成正比，并且萘環(huán)相對于苯環(huán)的增大的面積仍在同一平面內(nèi)而使配合物與DNA的作用得到增強.

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O64；Q523

A

1673-260X（2012）02-0015-03