化学论文文献综述

本科毕业设计(论文)文献综述

学院化学与生命科学学院专业化学学生姓名学号

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论文题目5-氯水杨醛缩-2-氨甲基苯并咪唑希夫碱与铜配合物的晶体结构及与

DNA和BSA作用

1. 引言

癌症成为二十世纪以来人类健康的主要杀手，是仅次于心血管病的第二大死因，化疗是目前治疗癌症的重要手段。据世界卫生组织报告，2008年的癌症死亡人数达760万(约占所有死亡人数的13%)。全世界癌症死亡人数预计将继续上升，到2030年将超过1310万。迄今为止，治疗癌症的药物已达几十种，但是由于癌症发病机理复杂，能治愈癌症的药物还很罕见。因此，继续研究抗癌药物及其作用机制具有重大的现实意义和理论价值[1]。自1965年，美国化学家Bosenberg[2]等首次发现顺铂trans-[Pt(NH3)2Cl2]具有强抗肿瘤活性后，无机金属配合物作为抗癌药物的研究引起化学工作者的极大重视。Bensichem和Farrel[2]发现用芳香氮杂环碱取代简单的氨(NH3)后，所得配合物trans-[Pt(py)2Cl2]的抗癌活性与顺铂相比进一步增强，含氮杂环的金属配合物更加受到化学家的青睐。虽然目前此类抗癌药物为数众多，但真正应用于临床而且效果很好的广谱抗癌药物十分有限，并存在不同程度的毒副作用。

核酸是生物体中重要的遗传物质，许多预防和治疗癌症的药物都是以核酸中的DNA为靶分子而设计的。其基本原理就是配合物中的金属离子与DNA螯合，或配体嵌入DNA碱基对，引起癌细胞DNA损伤，复制和转录受到障碍，从而阻止癌细胞的生长和分裂，并导致其死亡。血清白蛋白是血浆中含量最丰富的一种蛋白质，能与人体中许多内源性、外源性化合物结合而起到贮备和运输作用，药物药效的发挥在一定程度上还取决于其与血清白蛋白的结合强弱。因此，从分子水平研究金属配合物与DNA或蛋白质之间的相互作用对于设计、合成新型的抗菌抗癌药物具有重要的指导意义。

Schiff碱是一类由活泼羰基化合物与伯胺发生缩合反应生成的具有R1R2C=NR3R4结构的有机化合物，结构的灵活多样和C=N自身的特性，赋予其许多重要的化学和生物功能。通常席夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。席夫碱类化合物及其金属配合物主要在药学、催化、分析化学、腐蚀以及光致变色领域的重要应用。在医学领域，席夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性[3];在催化领域，席夫碱的钴、镍和钯的配合物已经作为催化剂使用[4];在分析化学领域，席夫碱作为良好配体，可以用来鉴别、鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量[5];在腐蚀领域，某些芳香族的席夫碱经常作为铜的缓蚀剂[6];在光致变色领域，某些含有特性基团的席夫碱也具有独特的应用[7]。苯并咪唑是维生素B12的主要组成部分，具有广泛的药理活性[8]。含苯并咪唑的小分子能与DNA双螺旋中富含AT碱基系列特异性地结合[9]；含苯并咪唑的金属配合物能很快水解磷酸二酯键，并能水解切割pBR322 DNA[10]。

2. 苯并咪唑类Schiff碱及其配合物的研究现状

Schif碱长期受到重视, 因它的基本结构中含C=N结构, 其杂化轨道上的N 原子具有孤对电子[11], 所以赋予它重要的化学与生物学上的意义。Schiff碱合成相对容易, 且具有良好的络和作用,容易与大部分金属离子形成配合物, 形成的配合物有许多独特的性能，如氧化还原、催化发光[12]，以及它们与生命现象相关联的化学模拟[13]，某些席夫碱及其金属元素配合物具有抗菌[14]、抗病毒、抗癌[15]等生理活性。苯并咪唑是一个使人们十分感兴趣的杂环化合物，这主要是它存在于多种天然药物如氰钴胺素(B12)和各种不同的药物中如奥美拉唑等[16]。苯并咪唑环中，可在咪唑环的1-位和2-位取代。研究表明，如在2-位取代时，可提高其生理活性[17]。如在苯环上的5(6)-位取代，如引入羧基或羧酸衍生物如酯基或酰胺基，可使其成为一种新的潜在的抗肿瘤和抗丝虫病药。如上所述，Schiff碱和苯并咪唑都具有很好的生物活性及许多其他性能，设想在Schiff碱配体引入苯并咪唑基，有可能表现更典型的生物活性及其他性能。国内开展Schiff碱配合物的研究比较好的小组比较多，但所合成的主要是含吡啶环和喹啉环的刚性或半柔性的配体，然后与过渡金属或稀土金属进行分子组装。而对在Schiff碱配体中引入苯并咪唑基的研究则相对比较少。国外对含苯并咪唑基Schiff碱配体及配合物的研究比国内相对要多一些。埃及的G.G.

Mohamed小组[18]、印度的M. Kandaswamy 小组[19]、美国的Michael K. Chan小组[20]都曾发表过这方面的研究成果。

3. Schiff碱的合成方法

Schiff碱配合物的合成方法主要有直接合成法和分步合成法，分步合成法得到的产品无论是在产品产率上，还是在产品纯度上都较直接合成法理想。当反应活性低或选择性不好，用前述两种方法合成的产物不稳定或者产率低时，可选用模板合成法。所谓模板合成法就是将金属离子作为模板试剂加入到羰基化合物中与胺类化合物反应的一类合成方法。如在合成二羰基化合物和多胺的Schiff碱配体及其配合物时多采用此方法。当合成的Schiff碱在反应溶剂中溶解度很小，上述三种合成方法均不适用时，一般采用逐滴反应法，即向胺类化合物与金属离子的混合溶液中逐滴活泼碳基化合物溶液的一种方法[21]。这些合成方法适用于不同类型的Schiff碱金属配合物，它们各有优缺点。

4. DNA的组成及结构[22-26]

核酸是生物体中重要的大分子，它不仅是遗传信息的携带者，还是基因表达的物质基础。生物的生长、发育、繁殖、变异等生命活动都与核酸密切相关。因此，核酸是分子生物学和医学研究中的重要分子。

核酸的基本结构单元是核苷酸(nucleotide)，核苷酸由核苷(包括碱基、戊糖)和磷酸组成。根据戊糖是D-核糖或D-2-脱氧核糖，将核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两类。DNA的碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)(图1.1)。

图1.1 DNA碱基的结构

脱氧核苷酸之间由3′, 5′-磷酸二酯键连接起来形成单链，称为DNA的一级结构。基因的表达取决于DNA的一级结构。1953年，Watson和Crick在前人研究工作的