三水楊醛三乙基四胺合銻（III）金屬配合物的合成及其表征

周成勇，史家麗

（長治學院化學系，山西長治046011）

三水楊醛三乙基四胺合銻（III）金屬配合物的合成及其表征

周成勇，史家麗

（長治學院化學系，山西長治046011）

利用水楊醛，三乙基四胺和SbCl3首次合成了三水楊醛三乙基四胺合銻（III）金屬配合物，并通過熔點的測定、電導率法、紅外光譜法以及X-衍射等方法對所合成的有機配體及其金屬配合物進行了初步的結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明所合成的金屬配合物為離子型金屬配合物。合成該金屬配合物的意義在于進一步考察該金屬配合物與生物大分子（如DNA、蛋白質(zhì)等）的相互作用后，可為其在分子生物學、化學生物學、藥物化學方面的應用和研究以及新型藥物的研發(fā)等方面提供有價值的信息。

三水楊醛；三乙基四胺；銻金屬配合物

1　引言

隨著人們對金屬配合物藥理作用的深入研究，新的高效低毒、具有抗癌活性的金屬配合物不斷被合成，其中包括一些鉑配合物、茂鈦衍生物、多酸化合物等。豐富多樣的金屬配合物以其卓越的放射化學性質(zhì)、光化學性質(zhì)、生物化學性質(zhì)吸引了眾多化學家的研究興趣[1,2]。

目前有機配體與過渡金屬以及稀土金屬形成配合物的研究非?；钴S，而對主族金屬與有機配體形成配合物的研究卻鮮有報道。醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)，一些主族非金屬和金屬元素都有相當重要的抗腫瘤以及抗癌抑菌活性，如砷族的砷、銻、鉍元素，雖然在地殼中的含量很低，但由于其化合物活性很強，所以在臨床上具有非常廣泛的應用[3]。

在治療腫瘤和其他疾病方面，許多有機配體與金屬形成的配合物比單獨的有機化合物更有優(yōu)勢，即配合物的活性一般要比底物好，這是因為配離子的引入可增大藥物的活性。一方面，金屬離子作為化合物中心，在抗癌藥物中起到中心角色的作用，有機分子配位的化合物可能會改變生物體的正常新陳代謝方式或減慢有機分子運輸過程中的釋放機制；另一方面，有機配體與金屬離子配位后，可對生物體內(nèi)金屬離子的生物活性和功能起到緩釋作用，從而降低生物體重金屬中毒的可能性[4]。

銻在人體內(nèi)含量約為8 mg，可用來制作許多藥物。銻劑應用于人類疾病的治療，歷史悠久，是治療肺病、血吸蟲病、黑熱病的特效藥，由于它具有毒性又可用于治療疾病，因此對所用計量的控制非常重要。銻化合物在治療各種寄生感染方面具有重要的醫(yī)學價值，包括利什曼病、血吸蟲病、錐蟲病等。Sb2O3雖然有毒，但毒性比As2O3小，可有效治療早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）[5]。

隨著細胞生物學的發(fā)展，人們對于天然多胺，如腐胺、亞睛胺、精胺在細胞生長和死亡過程中所起關鍵作用的了解不斷深入。近年來，天然或人工合成的多胺在癌癥化學防治及其潛在的抗HIV活性方面的研究已多見文獻報道。而人工合成的多胺化學核酸還對新型抗腫瘤艾滋病化學藥物的定向設計及其基因治療，以及基因工程中研究基因分離、大片段基因序列分析，染色體圖譜分析及DNA定位誘變，分子印記技術，DNA的構(gòu)象識別等方面均有重要的意義和應用前景。多胺類化合物與DNA作用的意義和應用前景非常廣泛，它不僅能在體外與DNA特異性地結(jié)合，而且還能透過細胞膜，穿過核膜，進入細胞內(nèi)抑制基因表達。同時多胺類化合物能與許多金屬離子配位，生成具有多種用途的配合物[6-8]。

文章首次設計合成了三水楊醛三乙基四胺合銻（III）金屬配合物，并通過熔點測定、電導率測定以及紅外光譜法對金屬配合物做了初步的表征。目的在于進一步研究其與生物大分子如DNA、蛋白質(zhì)等的作用，從而為其在藥物開發(fā)和分子生物學中的應用提供有價值的信息。

2　實驗部分

2.1實驗試劑

表1　實驗試劑

2.2實驗儀器

表2　實驗儀器

2.3配合物的合成

2.3.1配體的合成方法

攪拌下，將三乙基四胺（7.5 mL，0.05 mol）溶于50 mL的甲醇溶液滴加到水楊醛（26.5 mL，0.25 mol）溶于50 mL甲醇溶液中，室溫下攪拌，溶液立即變?yōu)槌赛S色，約30 min滴加完畢，繼續(xù)攪拌3 h，在攪拌過程中溶液變?yōu)辄S色濁液。停止反應，抽濾，用甲醇和乙醚混合液（1:1）洗滌3次，真空干燥，得16.4323 g的黃色固體。產(chǎn)率：71.28%，熔點：101.3℃。

2.3.2配合物的合成

攪拌下，將SbCl3（1.233 g，3.8 mmol）溶于5 mL無水乙醇的溶液滴加到三水楊醛三乙基四胺（2.5110 g，5.38 mmol）溶于20 mL苯的黃色溶液中,立即有黃色片狀物生成，繼續(xù)滴加則有乳黃色沉淀析出，約10 min滴加完畢，室溫下繼續(xù)攪拌3 h，停止反應，抽濾，用苯-無水乙醇溶液（1:1）洗滌3次，真空干燥，得到2.1803 g的乳黃色固體，產(chǎn)率為65.3%，熔點為：218.3℃。配合物合成路線見圖1。

圖1　配合物合成路線

2.4配體及配合物的表征

2.4.1配體的晶體結(jié)構(gòu)測定

將合成的三水楊醛三乙基四胺的淺黃色固體溶于無水乙醇得其飽和液，靜止數(shù)日，獲得黃色單晶。在室溫下將晶體置于D8QUEST單光源微焦斑單晶衍射儀中，MoKa（λ=0.071073 nm）射線作為輻射光源，用CMOS二維探測器PHOTON100收集衍射數(shù)據(jù)。晶體結(jié)構(gòu)采用SHELXS-97程序由直接法解析，采用SHELXL-97程序，用全矩陣最小二乘法對所有非氫原子坐標和各向異性熱參數(shù)進行精修。主要晶體學數(shù)據(jù)見表3。

2.4.2熔點的測定

三水楊醛三乙基四胺及其銻（III）金屬配合物的熔點見表4。

2.4.3電導率的測定

分別稱取配體、配合物及SbCl30.1113 g，0.2368 g，0.0113 g溶于DMSO-H2O（1:1）中，配制溶液，其物質(zhì)的量濃度分別4.8×10-3mol/L、7.2×10-3mol/L、1.5×10-3mol/L，置于恒溫水浴25℃下測其電導率（見表5）。

表3　配體的晶體學數(shù)據(jù)

表4　熔點的測定

表5　各物質(zhì)的電導率

2.4.4配體及配合物的紅外光譜

KBr做載體壓片，測定配體三水楊醛三乙基四胺及其銻金屬配合物的紅外光譜，如圖2、圖3所示。

圖2　配體的紅外光譜圖

圖3　配合物的紅外光譜圖

3　結(jié)果與討論

3.1配體晶體結(jié)構(gòu)分析

配體的晶體結(jié)構(gòu)見圖4。為清晰起見，圖中氫原子被略去。

圖4　配體的晶體結(jié)構(gòu)圖

3.2熔點分析

由表4可見，配體的熔程為100.8℃～101.8℃，配合物的熔程為216.2℃～220.4℃，熔程都較短，由此可初步判斷這兩種固體都比較純凈，且配合物的熔點明顯高于配體的熔點，可初步證明配合物的生成。

3.3電導率分析

從表5中可以看出SbCl3的摩爾電導率為135.6S cm2mol-1，金屬配合物的摩爾電導率為128.5 Scm2mol-1，二者的摩爾電導率相近，可以推斷出所合成的金屬配合物為離子型配合物[9]，即配體在形成配合物時酚羥基沒有電離，只是酚羥基氧原子的孤對電子與銻離子配位形成了離子型配合物，而金屬配合物的摩爾電導率稍低是由于形成配離子后體積增大而導致移動速度變慢而致。

3.4紅外光譜分析

對比圖2、圖3可以明顯看出，在配合物的IR圖中也出現(xiàn)明顯的O-H大寬峰，說明形成配合物后酚羥基仍然存在，并未電離，進一步證明所合成的金屬配合物為離子型配合物。

從圖2、圖3可得配體和配合物主要官能團的紅外吸收峰變化如表6。

表6　配體及配合物紅外光譜分析（cm-1）

從表6中可以看出，形成配合物后主要官能團吸收峰明顯發(fā)生紅移。配體和配合物中的O-H和N-H鍵IR吸收峰重合，且在配體中其伸縮振動吸收峰為3444 cm-1，而在配合物中為3423 cm-1，向低頻方向移動了21 cm-1，這是由于氧原子、氮原子與金屬離子配位后，其電子云密度降低，使得O-H和N-H鍵中的成鍵電子更偏向于配位原子，從而導致O-H和N-H共價鍵的鍵強度降低，因此向低頻方向移動。同理，配體中C=N鍵的伸縮振動吸收峰為1629 cm-1，而配合物中C=N鍵的伸縮振動吸收峰為1615 cm-1，向低頻方向移動了14 cm-1；配體中C-N鍵的伸縮振動吸收峰為1095 cm-1，而配合物中C-N鍵的伸縮振動吸收峰為1050 cm-1，也向低頻方向移動了45 cm-1，因此可以確定配合物的形成。

4　結(jié)論

綜上所述，文章利用水楊醛，三乙基四胺和SbCl3合成了三水楊醛三乙基四胺合銻（III）金屬配合物，并通過熔點的測定、電導率法、紅外光譜法以及X-衍射等方法對所合成的有機配體及其金屬配合物進行了初步的結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明所合成的金屬配合物為離子型金屬配合物。在后續(xù)工作中，將進一步考察該金屬配合物與生物大分子（如DNA、蛋白質(zhì)等）的相互作用，以便為其在分子生物學、化學生物學、藥物化學方面的應用和研究以及新型藥物的研發(fā)等方面提供有價值的信息。

［1］Cheng-Yong Zhou,Yan-Bo Wu,and Pin Yang, Synthesis,Characterization,and Studies on DNA Binding of the Complex Fe(Sal2dienNO3·H2O), Biochemistry(Moscow),2010,75(4):505-512.

［2］Cheng-Yong Zhou,Jing Zhao,Yan-Bo Wu, Cai-XiaYin,PinYang.Synthesis,characterizationand studiesonDNA-bindingofanewCu(II)complexwith N1,N8-bis（l-methyl-4-nitropyrrole-2-carbonyl）triethylenetetramine［J］.Journal of Inorganic Biochemistry,2007,101(01):10-18.

［3］張志朋，鐘國清，蔣琪英等.砷、銻、鉍配合物的生物活性［J］.化學進展,2008,20（9）：1315-1323.

［4］Reisner E.,Arion V.B.,Keppler B.K.,et al.Inorg. Chim.Acta,2007,361(6):1569-1583.

［5］Elliott B.M.,Mackay J.M.,Clay P.,et al.Mutat. Res,1998,415(1P2):109-117.

［6］Cheng-Yong Zhou,Yan-Bo Wu,and Pin Yang. Synthesis,Characterization,and Studies on DNA Binding of a New Mg Complex with N1,N8-bis (1-methyl-4-nitropyrrole-2-carbonyl) triethylenetetramine［J］Biochemistry(Moscow), 2008,73(3):245-251.

［7］Zhou Cheng-Yong,Xi Xiao-Li,and Yang Pin, Studies on DNA Binding to Metal Complexes of Sal2trien［J］.Biochemistry(Moscow),2007,72(1), 37-43.

［8］張志剛,楊頻.二茂鈦二甘氨酸鹽酸鹽的體外抗腫瘤活性及其與DNA的作用研究［J］.高等學?；瘜W學報,1999,20(11):1682-1688.

［9］Rosenberg,V.,CampL.V.,KringasT. Inhibition of Cell Division in Escherichia coli by Electrolysis Products from a Platinum Electrode［J］.Nature,1965,205(4972):698-699.

［10］李景寧，楊定橋，張前.有機化學（第5版）［M］.北京：高等教育出版社，2011.

（責任編輯王璟琳）

O621.13

A

1673-2014（2016）05-0008-04

國家自然科學基金（21402012）；國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201510122003）；山西省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（2015428）。

2016—03—27

周成勇（1963—），男，河南沁陽人，教授，博士，主要從事有機合成及化學生物學研究。