金属羧基配合物的光谱性能及其与生物分子作用的研究

作     者：路毛凤 

作者单位：南京师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜江燕;江国庆

授予年度：2014年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：金属羧基配合物 光谱性质 电化学 多巴胺检测 DNA 

摘      要：金属羧基配合物具有特殊的结构形态及催化、电、磁等性质,在分子识别、催化化学、生命科学、超分子自组装领域中有着重要的应用价值,得到了化学工作者的关注。本论文中设计合成了一种新型功能配体,该配体中的羧基基团与金属离子铁、铜在辅助配体存在下合成结构不同的晶体配合物,并分析了晶体的结构特征、基本性质及其在生物学中的应用。主要研究内容如下:(1)有机功能配体2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成及表征用对羟基苯甲酸甲酯作为原料,通过硝化、还原、关环及甲基化等步骤合成了2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸,利用元素分析、红外光谱测试、核磁共振、液质联用等手段对中间产物和目标物质进行分析表征;利用溶剂挥发法培养出目标物的晶体,用X-射线单晶衍射仪检测其结构,进一步证实了目标物的结构特征。(2)新型氧中心羧基桥三核铁配合物的结构、光谱及电化学性质研究分别用对甲硫基苯甲酸、2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸在辅助配体吡啶分子存在下合成了两种三核铁配合物[Fe3(μ3-O)(02CC6H4SCH3)6(Py)3]FeCl4(1)和[Fe3(u3-O)(O2CC7H3NOSCH3)6(Py)3]FeCl4(2)(其中 Py 是吡啶分子),用紫外、红外、X-射线单晶衍射仪、热重分析(TGA)/差示量热扫描(DSC)、电化学、表面增强拉曼等技术手段对两种配合物进行了表征。从结构分析可知,在配合物的外围有-SCH3基团,通过Au-S键将其自组装到金电极表面分析得出一个不可逆的电子转移过程,通过与银纳米粒子相结合,研究了配合物的表面增强拉曼,得到了很好的增强效应。(3)二核铜配合物的合成、在电化学生物传感器中的应用及与DNA分子相互作用的研究用2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸配体合成了二核铜晶体配合物Cu2Cl2(O2CC7H3NOSCH3)2(N2Cl2H8)2(3),对其进行红外、紫外光谱性质表征,并用X-射线单晶衍射仪对其结构进行分析。对配合物3的电化学性质进行表征,利用3/CS/GCE电极研究了其对多巴胺的电化学催化行为,并对多巴胺进行了定量检测,在浓度为8.5×10-7-3.5×10-5 M范围内,电解液中DA的含量与配合物3的氧化峰电流有良好的线性关系,检出限为7.8×10-7M。研究了配合物3与DNA的相互作用模式,利用紫外光谱测定了二者之间的结合常数,根据荧光光谱确定了作用的猝灭类型。通过热力学参数、离子强度分析、单双链影响和黏度测试得出配合物3与DNA之间的作用模式为沟槽和静电结合。