三钌配合物的结构和光谱性质8 -羟基喹啉(Hhqn)及其衍生物与2-methyl-8-quinolinoline (H2mqn)和2-chloro-8-quiolinoline (H2cqn)作为配体(QN = hqn 2 mqn或2 cqn)计算与密度泛函理论(DFT) B3LYP水平。紫外可见和红外光谱的三个(RuCl (QN)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba通过DFT计算复合物被理论上分配。计算出的光谱对应合理的实验测量光谱。光诱导的没有确认通过释放自旋捕获的电子顺磁共振光谱学(EPR),和没有离解光致辐照后的动态过程监控使用时间分辨红外(IR)光谱。此外,前沿轨道的能级和相关组件进行了进一步分析理解的电子效应取代基组在第二位置的配体的光化学反应。这项研究提供了基础的设计没有捐赠者与潜在的应用在光动力治疗。gydF4y2Ba
transition-metal-NO复合物的结构和反应近年来取得了重大利益的重要作用一氧化氮(NO)作为信号分子在生物系统gydF4y2Ba
钌(俄文)复合物的实用设计潜在的抗癌药物和细胞显像剂已被广泛研究[gydF4y2Ba
一系列nitrosylruthenium (Ru-NO)复合物polypyridyl复合物的报告。他们配合(N, N)双齿配体形成阳离子复合物。细胞毒性对肿瘤细胞和血管舒张效应研究[gydF4y2Ba
[RuCl结构进行了优化gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(一),(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(b)和(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(c)复合物。gydF4y2Ba
购买化学试剂和溶剂从σ(圣路易斯,密苏里州,美国)和当地的供应商。复合物的合成与修改(根据先前所描述的方法gydF4y2Ba
复合物在DMSO溶液溶解后,被记录在紫外可见光谱热220分光光度计。IR光谱测量在一个IS50R傅立叶变换红外光谱仪(热费希尔)从2000年到1400厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba在1厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba决议。示例解决方案添加到一个IR细胞组成的两个CaFgydF4y2Ba2gydF4y2Bawindows(直径25毫米和2毫米厚),由一个分隔形50gydF4y2Ba
光反应动力学监测通过红外光谱辐照时间的函数。红外光谱被记录在CaF同时为30分钟gydF4y2Ba2gydF4y2Ba窗户被辐照与光纤连接到一个氙灯420海里带通滤波器(0.2 W /厘米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
电子顺磁共振(EPR)谱得到使用力量esp - 500 e光谱仪在9.8 GHz, X乐队,100赫兹场调制。三个配合物(5毫米)和5毫米Fe (MGD)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba分别定量注入石英毛细管。样品被照亮的腔电子顺磁共振波谱仪的Hg灯(LOT-QuantumDesign GmbH) 365海里。所有实验在室温(20°C)。gydF4y2Ba
高斯09年和Gaussview 5程序包被用于计算和结构可视化,分别为(gydF4y2Ba
三个配合物的紫外可见光谱在DMSO溶液模拟与时间(TD-DFT)方法,分别和溶剂效应被认为是通过极化连续模型(gydF4y2Ba
选择和计算债券的长度和角度三个表列出复合物gydF4y2Ba
优化νs。实验几何图形(和°)6 - 311 + + G (d, p)和Aug-cc-pVDZ-PP基础设置。gydF4y2Ba
| [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | x射线数据gydF4y2Ba | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 单重态gydF4y2Ba | 三重态gydF4y2Ba | 单重态gydF4y2Ba | 三重态gydF4y2Ba | 单重态gydF4y2Ba | 三重态gydF4y2Ba | ||
| Ru-N1gydF4y2Ba | 2.099gydF4y2Ba | 2.087gydF4y2Ba | 2.139gydF4y2Ba | 2.227gydF4y2Ba | 2.154gydF4y2Ba | 2.543gydF4y2Ba | 2.088gydF4y2Ba |
| Ru-N2gydF4y2Ba | 1.733gydF4y2Ba | 1.881gydF4y2Ba | 1.734gydF4y2Ba | 1.760gydF4y2Ba | 1.735gydF4y2Ba | 1.758gydF4y2Ba | 1.719gydF4y2Ba |
| Ru-O1gydF4y2Ba | 2.011gydF4y2Ba | 2.092gydF4y2Ba | 1.999gydF4y2Ba | 1.981gydF4y2Ba | 2.003gydF4y2Ba | 1.991gydF4y2Ba | 1.993gydF4y2Ba |
| N2-O2gydF4y2Ba | 1.149gydF4y2Ba | 1.168gydF4y2Ba | 1.148gydF4y2Ba | 1.144gydF4y2Ba | 1.145gydF4y2Ba | 1.144gydF4y2Ba | 1.149gydF4y2Ba |
| ∠Ru-N2-O2gydF4y2Ba | 177.3gydF4y2Ba | 143.2gydF4y2Ba | 176.1gydF4y2Ba | 177.1gydF4y2Ba | 176.0gydF4y2Ba | 177.4gydF4y2Ba | 174.1gydF4y2Ba |
的结构gydF4y2Ba
相对能量(千卡每摩尔)和轨道的homo和lumo能量(eV) [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba,(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba,(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba复合物。gydF4y2Ba
| [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|
| 相对能量(gydF4y2Ba |
−2082.3318613gydF4y2Ba | −2121.6585791gydF4y2Ba | −2541.9469066gydF4y2Ba |
| 相对能量(gydF4y2Ba |
−2082.291264gydF4y2Ba | −2121.6052187gydF4y2Ba | −2541.8973426gydF4y2Ba |
| ΔgydF4y2Ba(S1-S0)gydF4y2Ba | 25.475gydF4y2Ba | 33.484gydF4y2Ba | 31.102gydF4y2Ba |
|
|
|||
| LUMOgydF4y2Ba | −2.728gydF4y2Ba | −2.708gydF4y2Ba | −2.762gydF4y2Ba |
| LUMO-HOMO差距gydF4y2Ba | 3.207gydF4y2Ba | 3.164gydF4y2Ba | 3.222gydF4y2Ba |
| 人类gydF4y2Ba | −5.935gydF4y2Ba | −5.872gydF4y2Ba | −5.984gydF4y2Ba |
HOMO-LUMO交互计算探测各种分子系统的反应性(gydF4y2Ba
等高线图的计算LUMO (a)和人类(b)三个配合物。负的波函数用黄色表示。gydF4y2Ba
的[RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba相对复杂,HOMO和LUMO轨道能量高和比[RuCl LUMO-HOMO差距较小gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba复杂。然而,HOMO和LUMO [RuCl相对轨道能量较低gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba复杂,而其LUMO-HOMO差距大于[RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba。HOMO和LUMO能量轨道的变化表明,不同的替代组第二配体的位置可以调整前线轨道的相对能量和可能影响这些复合物的稳定性和反应。gydF4y2Ba
紫外可见吸收光谱的三个[RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(QN)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba配合物在DMSO图所示gydF4y2Ba
记录和电子吸收光谱(RuCl计算gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(一),(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(b)和(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(c)复合物(蓝色:实验;黑色:计算;红色:计算振子强度)。gydF4y2Ba
在紫外区域,三个配合物显示吸收乐队在274和337海里,270和323海里,分别为281和344海里。相应的计算值250和336海里,255和331海里,分别为262和346海里。计算波长的误差小于24海里的实验数据相比TDDFT方法虽然考虑溶剂效应。gydF4y2Ba
最低峰值附近430海里主导HOMOs-LUMOs励磁的可见区域。三个配合物的吸收峰计算近441,467,和461海里,偏离大约30 nm的实验值。分析了配合物的电子结构和轨道组件表明这些吸收带主要来自d(俄文)gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
记录和计算[RuCl的红外光谱gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(一),(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(b)和(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(c)复合物在2000 - 1400厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba区域(蓝色:实验;黑色:计算)。gydF4y2Ba
观察和计算振动频率(cmgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba)和强度超过2000 - 1400厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba地区(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba,(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba,(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba复合物。gydF4y2Ba
| [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | [RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | 赋值gydF4y2Ba | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 经验值。gydF4y2Ba | 卡尔。gydF4y2Ba | 经验值。gydF4y2Ba | 卡尔。gydF4y2Ba | 经验值。gydF4y2Ba | 卡尔。gydF4y2Ba | |
| 1839.40gydF4y2Ba | 1889.44gydF4y2Ba | 1844.01gydF4y2Ba | 1894.38gydF4y2Ba | 1856.55gydF4y2Ba | 1906.72gydF4y2Ba |
|
| 1576.49gydF4y2Ba | 1609.36gydF4y2Ba |
|
||||
| 1500.01gydF4y2Ba | 1530.48gydF4y2Ba |
|
||||
| 1470.07gydF4y2Ba | 1491.36gydF4y2Ba |
|
||||
| 1567.78gydF4y2Ba | 1593.19gydF4y2Ba |
|
||||
| 1540.36gydF4y2Ba | 1537.52gydF4y2Ba |
|
||||
| 1507.06gydF4y2Ba | 1502.23gydF4y2Ba |
|
||||
| 1468.27gydF4y2Ba | 1472.73gydF4y2Ba |
|
||||
| 1558.68gydF4y2Ba | 1590.61gydF4y2Ba |
|
||||
| 1493.57gydF4y2Ba | 1523.66gydF4y2Ba |
|
||||
| 1450.55gydF4y2Ba | 1470.57gydF4y2Ba |
|
||||
DFT计算帮助分配振动模式观察到的频率。三个重要的振动对应两个配体协调中央俄文。有一个明确而强烈振动峰值∼1840厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba这是一个没有的伸缩振动{俄文(II) -不gydF4y2Ba+gydF4y2Ba}。振动的峰值在1560∼∼1500厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba对应于协调QN配体的振动。监控这些峰的强度变化提供了一个重要的信息调查的配体分离的光诱导的反应机制。gydF4y2Ba
表gydF4y2Ba
三个配合物的光诱导的不释放被确认通过铁与spin-trapping EPR谱(MGD)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba实时检测没有⋅[gydF4y2Ba
电子顺磁共振光谱[RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(一),(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(b)和(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(c)复合物(1:控制,没有光致辐照;2:15秒;3:30年代;4:5分钟)。gydF4y2Ba
获得的三个配合物的自然原子电荷通过自然人口分析(NPA)使用B3LYP方法(表gydF4y2Ba
自然原子电荷和Wiberg债券指数的三[RuCl (QN)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba复合物。gydF4y2Ba
| 分子gydF4y2Ba | 峰值的位置/厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba(实验)gydF4y2Ba | 原子电荷gydF4y2Ba | Wiberg债券指数gydF4y2Ba | ||
|---|---|---|---|---|---|
| NgydF4y2Ba | OgydF4y2Ba | Ru-NgydF4y2Ba | N-OgydF4y2Ba | ||
| [RuCl (hqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | 1839.40gydF4y2Ba | 0.454gydF4y2Ba | −0.210gydF4y2Ba | 1.6503gydF4y2Ba | 1.8449gydF4y2Ba |
| [RuCl (2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | 1844.01gydF4y2Ba | 0.451gydF4y2Ba | −0.208gydF4y2Ba | 1.6408gydF4y2Ba | 1.8501gydF4y2Ba |
| [RuCl (2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba | 1856.55gydF4y2Ba | 0.467gydF4y2Ba | −0.189gydF4y2Ba | 1.6251gydF4y2Ba | 1.8757gydF4y2Ba |
接下来,光诱导的三[RuCl没有释放gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(QN) (NO)]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba用时间分辨红外光谱复合物进行了研究。一系列的傅立叶变换红外光谱没有拉伸模式记录作为光致辐照的函数。图gydF4y2Ba
时间分辨率的傅立叶变换红外光谱(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(hqn)没有]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(一),(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 mqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(b)和(RuClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(2 cqn)没有)gydF4y2Ba−gydF4y2Ba(c)配合物在光致辐照。gydF4y2Ba
最近,我们研究了细胞毒性和photo-enhanced三[俄文(II)的细胞毒性ClgydF4y2Ba3gydF4y2Ba(QN) (NO)]gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba复合物对HepG-2细胞(gydF4y2Ba
我们展示了良好的协议优化的结构参数及其晶体结构之间通过DFT计算在B3LYP级别。结果提供有价值的几何信息和帮助分配紫外可见光谱和红外光谱。与此同时,DFT计算[RuCl的电子结构和光谱特性gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(QN) (NO)]gydF4y2Ba−gydF4y2Ba配合物提供了一个更好的理解这些配合物的光物理、光化学性质。实时没有释放通过自旋捕获的电子顺磁共振光谱研究,和时间分辨红外光谱表明,三个配合物在光致辐照稍微不同的半衰期不分离。此外,前沿轨道的能级和成分分析表明,不同的配体取代基组在第二位置影响其反应活性。这项研究提供了基础的设计没有捐赠者他们在光动力治疗的潜在的应用。gydF4y2Ba
作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba
部分支持的工作是由中国国家自然科学基金(21671125,21671125,21543003),由山西省人才计划和研究项目(2015081049和2015 - 021年)。beamline 3提供的光束时间w1a北京同步辐射装置(BSRF)和BL17U BL18U上海同步辐射装置(SSRF)是专门承认。gydF4y2Ba