第二章稀土配合物的制备表征和生物活性2.docx

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第二章稀土配合物的制备表征和生物活性2

第二章稀土配合物的制备、表征和生物活性

20世纪60年代以来，陆续发现稀土化合物具有一系列特殊的药效作用，我国20世纪70年代开始了这方面的研究。

作为医疗诊断手段的核磁共振成像，已经成为当前医疗界的一种诊断新技术并得到快速的发展。

另外，稀土配合物还可以作为药用，1913年，A·Frouin就发现稀土具有抗血凝作用。

纪云晶等研究表明轻稀土有抑癌和抗癌作用，稀土元素除了可以清除机体内的有害自由基外，还可以使癌细胞微管结构发生转变，其生长能力明显下降，是癌细胞内的钙调素水平下降，抑癌基因P52、P16、P21的水平上升。

这为抗肿瘤先导性稀土配合物的研究提供了有力的支撑。

本章以联吡啶衍生物和芳香羧酸衍生物为配体，合成了多种稀土配合物，并以红外、紫外、质谱、热重、元素分析进行了表征，同时测试了其细胞毒性和生物活性。

2.1实验部分

2.1.1仪器和试剂

美国NICOLETNEXUS470FT-IR型傅立叶红外光谱仪，KBr压片，400~4000cm-1；意大利Perkin-Elemer240型元素分析仪；德国NETZSCHSTA449C型差热-热重分析仪，氮气气氛，10ºC/min；日本岛津UV-2450型紫外可见分光光度仪，1000-190nm；德国BRUKERAC-P400型核磁共振仪，溶剂CDCl3，内标TMS；FinniganLCQ型电喷雾质谱（ESI-MS）；DHG-9140A型电热恒温鼓风干箱（上海-恒科技有限公司）；DZF-6051型真空干燥箱（上海一恒科技有限公司）；RE-52C型旋转蒸发器（巩义市予华仪器有限公司）。

HNO3购自国药集团化学试剂有限公司，所用稀土硝酸盐来自Eu2O3、Tb4O7，纯度99%，La（NO3）3用La（NO3）3·2.5H2O。

反应中所用溶剂皆为分析纯，用5Å分子筛进行除水处理，所用试剂未加说明，直接用未经过任何特殊处理。

乙醇，乙酸乙酯，乙醚，二氯甲烷，石油醚等常用试剂都为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司;；MTT（Sigma公司）;人宫颈癌细胞株（Hela）。

2.1.2配体及配合物的合成

2.1.2.1配体的合成

配体的合成路线如图2.1所示。

图2.1配体bphBA的合成路线

Scheme2.1synthesisrouteoftheligand5,5'-（biphenyl-4,4'-diylbis（methylene））bis（oxy）diisophthalicacid

称取10.3g5-羟基间苯二甲酸与40ml乙醇混合搅拌，加热至全溶，再滴加2ml浓硫酸90oC回流1天，冷却减压除去乙醇，得到的固体用40ml水和饱和NaHCO3洗涤数次，过滤，得到的固体在红外灯下烘干。

在250ml三口烧瓶中加入9.54g的5-羟基间苯二甲酸二乙酯和20.0ml的联苯二苄氯（5g）以及8.4gK2CO3（64mmol），再加入0.4g18-冠-6，最后加入150mlTHF。

N2氛下65oC搅拌24h。

反应结束后，将混合液用旋转蒸发仪浓缩，得到的固体在冰浴条件下加入80ml1%的Na2CO3溶液。

然后过滤，滤液用水洗涤，得到白色粉末。

将得到的白色粉末加入圆底烧瓶，加35mlTHF，滴加含3.4gNaOH（61mmol）的饱和水溶液，搅拌回流4h，反应结束后，常压回收THF。

用乙酸乙酯萃取，水溶液转移至烧杯中，冰水浴条件下滴加6M的HCl溶液，同时不断搅拌，此时开始析出白色固体，知道溶液的pH为4为止，过滤得到的白色固体，用蒸馏水洗涤。

红外灯下干燥得到产品4.9g（产率60%）。

Anal.CalcdforC30H22O10:

C，66.2;H,4.09;O,29.5;Found：

C,65.9;H,4.12;O,29.7。

IR（KBr）v/cm-1：

v（-OH）3431br，v（=CH）3082m，v（C=O）1716s，v（C=C）1578s，1433s，1383w，

2.1.2.2La的配合物的合成

称La（NO3）382mg（0.25mmol），用20ml乙醇溶解，另取单取代配体dbpy147mg（0.5mmol）。

将La（NO3）3的乙醇溶液逐滴滴加到配体的乙醇溶液中，80oC回流4h，反应结束待冷却，过滤得到少量灰褐色固体和红色滤液。

再分别用乙醇和水10ml离心洗涤三次至上清液已完全澄清，过滤，所得纯净红色固体[（dbpy）2La（NO3）2]（H2O）（NO3）。

Anal.CalcdforLaC36H40N9O12，Anal.Calcd:

C,45.60,H,4.260,N，13.34；Found:

C，45.56,H，4.185，N，13.22；IR（KBr）v/cm-1：

v（OH）3424br,v（=CH）3014m，v（-CH2-）2972m，v（C=N）1609s，v（C=C）1575s，v（C=C）1485s，δ（=CH,Ar）713s，δ（=CH,Ar）652m。

2.1.2.3配合物Eudbpy的合成

取单取代纯净配体147mg（0.5mmol），加10ml乙醇溶解，另取Eu（NO3）385mg（0.25mmol），加20ml乙醇溶解，将Eu（NO3）3溶液逐滴滴加到配体溶液中，80oC回流4h，得红色沉淀，再分别用乙醇和水10ml离心洗涤三次至上清液已完全澄清，过滤，所得纯净红色固体：

[（dbpy）2Eu（NO3）2]（H2O）（NO3），Anal.Calcd:

C,55.78,H,4.38,N，10.83；Found:

C，48.64,H，4.2，N，14.22；IR（KBr）v/cm-1：

v（OH）3424br,v（=CH）3014m，v（-CH2-）2972m，v（C=N）1609s，v（C=C）1575s，v（C=C）1485s，δ（=CH,Ar）713s，δ（=CH,Ar）652m。

2.1.2.4Tbdbpy配合物的合成

称取Tb4O745mg（0.0625mmol）固体粉末，加过量稀硝酸至Tb4O7全部溶解，再加热至Tb（NO3）3快干加几滴H2O2用pH试纸不断跟踪检测蒸汽pH至pH为6，蒸干得到无水Tb（NO3）3粉末，用20ml乙醇溶解。

另取纯净单取代配体dbpy147mg（0.5mmol），加10ml乙醇溶解。

再将Tb（NO3）3溶液逐滴滴加到配体的溶液中，80oC回流4h。

得红褐色沉淀，再分别用乙醇和水10ml离心洗涤三次至上清液已完全澄清，过滤，得纯净红褐色固体：

[（dbpy）2Tb-（NO3）2]（H2O）（NO3）。

Anal.Calcd:

C,55.78,H,4.38,N，10.83；Found:

C，48.64,H，4.2，N，14.22；IR（KBr）v/cm-1：

v（OH）3424br,v（=CH）3014m，v（-CH2-）2972m，v（C=N）1609s，v（C=C）1575s，v（C=C）1485s，δ（=CH,Ar）713s，δ（=CH,Ar）652m。

2.1.2.5Mndbpy配合物的合成

称单取代配体dbpy100mg（0.254mmol），用10ml乙醇溶解，另取MnCl2·4H2O固体50mg（0.254mmol），10ml乙醇溶解，MnCl2溶液加热到80°C，再滴加配体，搅拌6h结束反应。

得浅绿沉淀，再分别用乙醇和水10ml离心洗涤三次至上清液已完全澄清，过滤，得浅绿色固体[（bpy）2Mn（H2O）2]Cl2。

Anal.Calcd:

C,55.78,H,4.38,N，10.83；Found:

C，48.64,H，4.2，N，14.22；IR（KBr）v/cm-1：

v（OH）3424br,v（=CH）3014m，v（-CH2-）2972m，v（C=N）1609s，v（C=C）1575s，v（C=C）1485s，δ（=CH,Ar）713s，δ（=CH,Ar）652m。

2.2.结果与分析

2.2.1紫外光谱分析

紫外-可见吸收光谱与分子中的某个电子从一个分子轨道向另一个能量较高的分子轨道的空轨道的跃迁有关，它反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色团之间的关系。

图1化合物Tbdbpy的乙醇溶液紫外光谱

FigTheUVspectralofthecomplexTbdbpyinethanolsolution

配合物Tbdbpy的紫外吸收光谱如图2.2.1所示。

在200~500nm范围内测定了配合物乙醇溶液的紫外光谱，光谱数据220nm归属于配合物Tbdbpy的π→π*跃迁，238和280nm处的强吸收峰归属于配合物Tbdbpy的n→π*跃迁。

形成配合物后，配合物摩尔吸光度脚趾配体有明显增加。

这可能是由于配合物中稠环数目增加，是芳香环上的π键共轭程度增加，只是配合物在紫外区的π→π*能量降低，从而是配合物的摩尔吸光度增加。

溶液吸光度岁金属离子的加入而增加，说明配体和稀土离子发生了配位反应。

2.2.2红外光谱分析

图1配体bphBA的红外光谱图

Fig.1TheFT-IRspectraoftheligandbphBA

图1配合物Ladbpy红外光谱图

Fig.1TheFT-IRspectraofcomplexLadbpy

配体dbpy吡啶环的的特征振动吸收峰在1589cm-1和1570cm-1,在配合物Ladbpy中分别红移至1620cm-1和1592cm-1；归属为配合物芳香环δ（CH）的弯曲振动的760cm-1吸收峰在配合物中红移至765cm-1,这些峰的红移说明了配体吡啶环上的N原子已经与La原子配位。

配合物红外光谱图中1479cm-1和1293cm-1的吸收峰分别归属为配位硝酸根的对称伸缩振动吸收峰和反对称伸缩振动吸收峰，二者的频率差Δυ=186cm-1，是双齿的硝酸根的特征，1030cm-1处的吸收峰应双齿硝酸根的对称性振动，1384cm-1的强而锐的吸收峰为离子性硝酸根的特征振动。

图2给出了配合物Eudbpy的红外光谱图。

图中3436cm-1处宽的吸收峰归属为配位水的ν（-OH）振动。

配合物的伸缩振动可以通过对比dbpy自由配体的吡啶环的振动来检验吡啶环上N原子是否配位。

配体dbpy的吡啶环振动由1574cm-1，在配合物Eudbpy中红移至1582cm-1，而且吡啶环的面外弯曲振动δ（CH,pyridine）由740cm-1红移至744cm-1，这说明配体dbpy的吡啶N原子已经参与配位。

配合物Eudbpy的非对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰分别是1484cm-1、1290cm-1，其差值为196cm-1,此差值小于200cm-1,由此推测有双齿硝酸根与Eu（III）离子配位。

1032cm-1处的吸收峰为双齿硝酸根的对称性振动，1384cm-1的强而锐的吸收峰为离子性硝酸根的特征吸收峰。

图2配合物Eudbpy红外光谱图

Fig.2TheFT-IRspectraofcomplexEudbpy

图4给出了配合物Mndbpy的红外光谱图。

图中3436cm-1归属为配位水的ν（-OH）振动。

配位的H2O分子通过元素分析和差热-热重分析得以确定。

配合物的伸缩振动可以通过对比dbpy自由配体的吡啶环的振动来检验吡啶环上N原子是否配位。

配体dbpy的吡啶环振动由1574cm-1，在配合物Eudbpy中红移至1582cm-1，而且吡啶环的面外弯曲振动δ（CH,pyridine）由