钌(Ⅱ)配合物合成及其与DNA键合方式研究

作者：黄晓媚，刘云军，何丽新，赵豪杰，梅文杰‘。

【摘要】; 目的与方法 合成一个新的配体HPIA及其钌（Ⅱ）多吡啶配合物［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4 (bpy=2,2′联吡啶，HPIA=2（2羟基苯基）咪唑并［4, 5f］苊），用元素分析、电喷雾质谱、快原子轰击质谱、核磁共振谱表征配体及配合物；用电子吸收光谱和黏度测试研究配合物与DNA的作用方式。结果与结论 配合物［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4与DNA之间通过插入作用结合。

【关键词】; 钌（Ⅱ）配合物；DNA；黏度测试;键合方式。

Abstract:A new ligand HPIA (2(2hydroxyphenyl)imidazo［4,5f］ acenaphylene, bpy=2,2′bipyridine) and its ruthenium(II) complex ［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4 have been synthesized and characterized by elemental analysis, mass spectra and 1HNMR. The electrochemical behaviors of the complex were investigated by cyclic voltammetry. The DNAbinding properties of the complex were studied by spectroscopic methods and viscosity measurement. The experimental results indicate that the complex ［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4 interacts with calf thymus DNA (CTDNA) by intercalative mode into the base pairs of DNA.

Key words:［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4;DNA; viscosity measurement。

核酸是生物体的重要组成物质，它包含遗传信息，并参与这些信息在细胞内的表达，从而促成代谢过程并控制这一过程。近年来，研究小分子过渡金属化合物与DNA的相互作用成为生物无机化学领域十分活跃的课题［1］, 其研究目的在于寻找DNA二级结构探针和DNA光断裂试剂。随着对金属配合物与DNA作用的深入研究，现在普遍认为小分子化合物与DNA的非共价结合有静电作用、面式结合和插入结合3种作用机理，许多重要的应用要求配合物以插入方式与DNA结合。由于钌(Ⅱ)多吡啶配合物具有丰富的光化学、光物理、电化学性质，因此可以利用光谱的变化来判断配合物与DNA的结合模式。本文合成了一个新的配体及其配合物，合成路线见图1，采用核磁共振、质谱和元素分析对其进行表征，电子吸收谱变化结果表明配合物与DNA之间存在较强亲和力，黏度测试表明配合物［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4与DNA之间通过插入方式与其结合。

1; 实验部分。

1.1; 试剂与仪器 ; 　　　　实验中使用的试剂均为分析纯，使用前未经进一步纯化，缓冲溶液用双蒸水制备；DNA购自华美公司，用Tris（三羟甲基氨基甲烷）缓冲液配成一定浓度的储备液于冰箱中保存；配合物用5 mmol/L TrisHCl，50 mmol/L NaCl(pH=7.0)缓冲溶液配制。 ; 　　LCQ电喷雾质谱仪(ESMS, Finnigan)，快原子轰击质谱（FABMS)使用VG ZABHS质谱仪，Elemental Vario EL 元素分析仪，Bruker ARX500型核磁共振仪，ShimaduUVPC3000 型紫外—可见光谱仪，黏度测试使用乌氏黏度计。

1.2; 配体2（2羟基苯基）咪唑并［4,5f］苊(HPIA)的制备 ; 　　苊醌 (0.455 g, 2.5 mmoL)，0.4 mL水杨醛，NH4Ac(3.88 g, 50 mmoL)和冰醋酸(20 mL)置250 mL三颈瓶中，在130 ℃回流2 h，冷却反应液，用体积分数为25%的氨水中和，出现黄色沉淀，滤过，用水洗涤，真空干燥，乙醇重结晶，得黄色粉末0.539 g，产率 76%。元素分析计算值（%)： C 80.27， H 4.25， N 9.85；实测值（%）：C 80.24， H 4.28， N 9.83；FABMS：m/z=285 ［M+1］。

1.3; 配合物［Ru(bpy)2(HPIA)］ClO4合成 ; 　　往［Ru(bpy)2Cl2］·2H2O［2］ (0.3 g, 0.57 mmoL), AgClO4 (0.24 g, 1.17 mmoL)混合物中，加入乙醇(20 mL)，加热回流1 h，冷却，用沙星漏斗过滤（三颈烧瓶接收滤液），往滤液中加入配体HPIA (0.173 g, 0.57 mmoL)，在氩气保护下，加热回流12 h，反应后，冷却至室温, 过滤，加入饱和NaClO4 溶液，得棕红色沉淀，抽滤，用冷乙醇洗涤，真空干燥，用乙腈甲苯（V ∶V=3 ∶ 1）重结晶，产率 64%（0.290 g)。元素分析计算值（%)： C，58.83，H，3.42，N，10.56；实测值（%）：C，58.81，H，3.45，N，10.55。ESMS (CH3CN)：696.3 ［MClO4］+。1HNMR (DMSOd6 )δ：8.80 (d, 2H,J=8.5 Hz), 8.74 (d, 2H,J=8.4 Hz), 8.70 (d, 2H,J=8.6 Hz), 8.67 (d, 2H,J=8.2 Hz), 7.98—8.02 (m, 4H), 7.95 (d, 2H, J=8.0 Hz), 7.91 (m, 2H), 7.66—7.77 (m, 2H), 7.64 (d, 1H, J=8.2 Hz), 7.51 (d, 1H, J=8.4 Hz), 7.45—7.49 (m, 4H), 7.30—7.34 (m, 1H), 7.06 (t, 1H, J=7.6 Hz)。

1.4; 实验方法 ; 　　　　电子吸收光谱实验中，在参比池和样品池中加入等量的DNA以消除DNA本身的吸收，第一次加入DNA与配合物的浓度之比为0.7，直到比值等于7时，配合物的电子吸收光谱不再变化，此时电子吸收光谱滴定达到饱和。 ; 　　　　测量黏度时，温度固定在(28 ± 0.1)℃。测试液配制方法：固定DNA的浓度，逐渐增加配合物的浓度。 相对黏度按下式计算：

η=(t–t0)/t0 ; 　　式中，t0为缓冲溶液流经毛细管所需时间，t为DNA溶液（含不同浓度的配合物）流经毛细管所需时间. 以 (η/η0)1/3对结合比率r(r=［Ru］/［DNA］)作图。 η0为未加配合物的溶液的相对黏度。