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Y. Prashanthi, K. Kiranmai, Ira, Sathish kumar, K. Vijay kumar Chityala, Shivaraj, "镍(II)与1,10-邻菲罗啉和杂环席夫碱混合配体的光谱表征和生物活性",生物无机化学与应用, 卷。2012, 文章的ID948534, 8 页面, 2012. https://doi.org/10.1155/2012/948534
镍(II)与1,10-邻菲罗啉和杂环席夫碱混合配体的光谱表征和生物活性
摘要
Ni(II)与1,10-邻菲罗啉(1,10- phen)和席夫碱的混合配体1(MIIMP);l2(CMIIMP);l3.(EMIIMP);l4(MIIMNP);l5(MEMIIMP);l6(BMIIMP);l7(MMIIMP);l8(MIIBD)已合成。这些金属螯合物已通过元素分析、红外光谱、1核磁共振,13C-NMR,质量,UV-Vis,磁矩和热重分析(TG&DTA)。光谱数据表明,1,10-菲罗啉作为中性双齿配体通过两个氮给体原子与金属离子配位,席夫碱作为单基双齿配体通过NO给体原子与金属离子配位。所有的Ni(II)配合物似乎具有八面体几何结构。通过对各种微生物的筛选,研究了混合配体配合物的抑菌活性,发现配位后其抑菌活性增强。通过紫外-可见光谱研究了这些配合物与DNA的结合,实验结果表明这些配合物与具有固有结合常数的CT DNA结合米−1.采用MTT法检测复方对HL60肿瘤细胞的抗癌作用。抑制率随剂量增加而加快,且与用药剂量呈显著正相关。
1.介绍
过渡金属配合物的主要应用之一是其作为抗菌和抗肿瘤药物的医学试验,旨在发现一种有效和安全的治疗方案,以治疗细菌感染和癌症。此外,许多希夫碱与金属配合物也引起了广泛的兴趣,因为它们具有多种多样的生物和药物活性,包括抗肿瘤、抗氧化、抗真菌和抗菌活性[1- - - - - -10].希夫碱及其复合物已被用作生物模型,以了解生物分子的结构和生物过程[11,12].涉及芳香席夫碱和1,10-邻菲罗啉的三元配合物的研究已经得到了广泛的研究[13].为了设计有效的化疗药物和更好的抗癌药物,探索金属配合物与DNA的相互作用至关重要[14].此外,众所周知,一些药物的活性,当给予金属配合物时,正在增加,一些希夫碱配合物也被证明可以抑制肿瘤的生长。过渡金属与席夫碱的结合增强了配体的生物活性,降低了金属离子和配体对宿主的细胞毒性效应[15].
鉴于异恶唑及其衍生物在抗菌、抗癌、抗hiv等方面具有广泛的生物活性,并在农药、杀虫剂等方面有广泛的应用,因此对含异恶唑席夫碱金属配合物的研究具有重要的意义。镍被认为是细菌、植物、动物和人类必不可少的微量元素,尽管这种金属在动物生物化学中的作用仍不明确。
之前,我们已经报道了我们关于异恶唑席夫碱二元配合物的合成和抗菌活性的有趣结果[16].受到这一结果的鼓舞,我们将注意力转向三元配合物的合成、生物学研究和DNA结合研究。全面的文献综述表明,目前对异恶唑席夫碱三元配合物的合成和生物学研究还不多。
因此,我们试图合成具有重要生物学意义的三元席夫碱配合物。本文报道了三元席夫碱配合物的合成、光谱表征、抗菌研究及其与DNA的相互作用。
以下是本研究中选择的配体(1)2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(MIIMP) (L1),(2)4-Chloro-2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(CMIIMP) (L2),(3)2-Ethoxy-6 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(EMIIMP) (L3.),(4)2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}4-nitrophenol (MIIMNP) (L4),(5)4-Methyl-2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(MEMIIMP) (L5),(6)4-Bromo-2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(BMIIMP) (L6),(7)5-Methoxy-2 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)甲基}苯酚(MMIIMP) (L7),(8)4 -{((5‘-Methyl-3’-isoxazolyl)亚氨基的)}1,3-benzenediol (MIIBD) (L8).
2.实验
2.1.材料和方法
1以TMS为内标,在200mhz和300mhz条件下,用Varian Gemini Unity光谱仪记录配体的核磁共振氢谱。13在瓦里安双子座光谱仪上记录了100.6 MHz的核磁共振波谱。EI质谱记录在VG微质谱7070-H仪上,ESI质谱记录在VG AUTOSPEC质谱仪上。用KBr微球在4000-400 cm范围内记录配体和配合物的红外光谱−1)帕金-埃尔默红外337型。在Schimadzu UV-VIS 1601分光光度计上记录了金属配合物在DMSO中的电子光谱。用Hg [Co(NCS)]在Gouy平衡模型7550上测定了配合物的磁化率。4)作为标准。用帕斯卡常数计算了配合物的抗磁校正。配合物在Mettler Toledo Star系统上进行热重分析,温度范围为0-1000℃。用Polmon仪器测定了配体的熔点和配合物的分解温度。mp - 96)。电导率测量使用型号为DI-909的Digisun电子数字电导率仪在DMSO溶液中(0.001 M)进行测量,该电导率仪具有用KCl溶液校准的浸入式电池。用Perkin Elmer 240C(美国)元素分析仪的微量分析技术测定了配合物和必要配体的C、H、N的百分比组成。在EPR Varian-E-112上记录铜配合物在rt时的EPR光谱,用原子吸收分光光度计测定固体金属配合物中金属离子的百分数。
2.2.席夫碱(L1- l8)(一般方法)
希夫碱,也就是L1,我2,我3.,我4,我5,我6,我7L,8由3-氨基-5-甲基异恶唑(5 mmol)与各自的水杨醛(5 mmol)在甲醇中缩合制备,回流2h。用甲醇和石油醚(8:2)重结晶得到了彩色席夫碱。用薄层色谱法测定化合物的纯度。产量:80 - 85%。
2.3.合成(Ni (L1/ L2/ L3./ L4/ L5/ L6/ L7/ L810-phen) (1) (H2O)2] Cl复合物
镍(II)配合物是通过适当的配体和镍盐的摩尔量混合,按以下步骤制备的。席夫碱L的乙醇溶液1/ L2/ L3./ L4/ L5/ L6/ L7/ L8(10 mmol)用氯化镍(10 mmol)乙醇溶液回流3h。在上述混合物中加入1,10-邻菲罗啉(10 mmol)乙醇溶液,继续回流约1 h。形成的彩色固体产品经过过滤,用乙醇洗涤,真空干燥。
2.4.抗菌药物筛选
配体及其金属配合物对细菌和真菌进行了筛选。采用纸片法(Kirby-Bauer法)进行抗菌筛选[17].使用的细菌有机体是铜绿假单胞菌(克+ ve)大肠杆菌(克−ve)。试验前在营养琼脂培养基中保持试验生物的培养,并在培养皿中进行继代培养。使用的真菌微生物是黑曲霉和辣椒.在试验前,在马铃薯葡萄糖琼脂斜面上保持培养,并在培养皿中传代。
2.5.DNA结合的研究
吸收光谱用1cm石英试管在Jasco V-530紫外可见分光光度计上记录。吸收滴定是通过保持络合物的浓度常数(10μM)通过改变[CT DNA]从0-11μM. [Ni (1,10-phen) (EMIIMP)] (H2O)2Cl络合物,结合常数(),由光谱滴定数据测定,公式如下[18]: “表观”消光系数()是通过计算Aobsd/ (Ni)。条款和分别对应于自由(未束缚)复形和完全束缚复形的消光系数。源自[DNA]/()与[DNA]的斜率为1/()和截距1/().是斜率和截距的比值。
2.6.抗癌活性
Ni(II)配合物对HL - 60细胞进行了筛选。这些配合物的活性均在IC范围内50(μg / mL).
2.7。方法
2.7.1。细胞系
RPMI-1640培养人早幼粒细胞白血病(HL60)细胞。培养基中添加10%热灭活FCS和1 mM NaHCO3.、200 mM l -谷氨酰胺和青霉素-链霉素在95%,5% CO的湿化气氛中2在37°C。
2.7.2。测试浓度
首先,将每种测试化合物的8 mg溶解在1 mL DMSO中,并进一步稀释,得到200的实验原液μ克/毫升(25μL初始原液稀释至1 mL)。在培养液中加入不同配比的实验原料(最终体积为200μL)达到要求的测试浓度为10、20、40、60、80和100μ克/毫升。
3.结果与讨论
3.1.复合物的表征
所有的配合物在空气中稳定,熔点高。在DMSO和DMF中自由溶解,少量溶于甲醇和乙醇。采用元素分析、摩尔电导、热重分析、差热分析、红外光谱、紫外-可见光谱等表征手段对金属配合物进行了表征。1H核磁共振,13C核磁共振和质谱。配合物的分析数据与实验数据一致。数值表明,金属与配体的比例为1:1:1,如表所示1.
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| *括号内提到的值是计算出来的。 |
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3.2.热分析
在目前的研究中,使用了下列热分析方法。
(1)热重分析(TGA)和(2)差热分析(DTA)
从这些配合物的热谱图可以得出,配位水分子在60-1600℃的温度范围内被消除。在较高的温度下,配体逐渐分解成相应的金属氧化物。在热重曲线应该减重的温度区域,在DTA曲线上观察到的吸热带进一步证实了水分子的存在。除吸热带外,配合物的DTA曲线还显示出放热带。这些谱带出现在较高的温度下,代表了化合物的相变、氧化和/或分解。
研究了[Ni(1,10-phen)(MIIMP)(H2O)2] Cl复杂(图1)可分为三个阶段。第一阶段发生在80-1300°C范围内,质量损失为12.05%(计算为12.88%),相当于2摩尔配位水和氯离子的损失。继续到第一阶段,降解阶段发生在170-3300°C范围内,质量损失为38.64%(计算为39.12%),表明配体部分分解。降解阶段在330至600°C范围内,估计质量损失为31.98%(计算为32.48%)。这种质量损失对应于配体分子的热解,NiO作为残留物。
3.3.红外光谱
配合物的红外光谱数据如表所示2.3319-3445厘米的宽带−1由于自由希夫碱的酚羟基消失在其金属配合物中,通过1601-1616 cm处的酚氧和带指示配位−1在自由配体中是由于亚甲胺基团,它在配合物光谱中移动到较低的频率(1570-1600 cm)−1),表明亚甲胺氮参与与金属的配位。在1350-1358 cm范围内观察到所有配体的中等强度波段−1由于酚醛拉伸频率,频率降低10-20厘米−1在混合配体配合物中,表明参与的氧原子的ν配合中的C-O部分[19].在3342-3535厘米的宽波段上观察到配位水分子存在−1在765-780厘米处观察到的波段可以进一步证实什么−1[20.].
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在1500-1300厘米范围内的波段移动−1在光谱中观察到游离邻菲罗啉配体。特别是与环的拉伸频率相对应的峰值νC = C和νC=N在1505和1421厘米处−1在1520和1427厘米进行更高频率的移动−1,表明“1,10-phen”氮原子与金属离子的配位[21].在800-600厘米的区域−1,在855和738 cm处自由邻菲罗啉的平面外氢弯曲模式−1,移至850和728厘米的频率−1,分别。同样,光谱的远红外区域在510-417厘米处显示出新的峰值−1由于νM-O和νM-N振动分别[22].
3.4.电子吸收光谱和磁性测量
Ni(II)配合物的吸收带分配和磁性测量数据如表所示3..Ni(II)配合物的电子光谱在646-831,506-641和356-414 nm处有3个波段,可能是由于3个允许自旋跃迁所致。3. (F)→3. ,3. (F)→3. (F)和3. (F)→3. (P)过渡的八面体结构(方案1).
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Ni(II)配合物的磁矩范围为2.81 ~ 3.2 B.M.,这完全在八面体Ni(II)配合物的预期范围内。与仅自旋值2.8 b.m相比,磁矩更高,may be attributed to the slight mixing of a multiplet excited state in which spin-orbit coupling is appreciable [23].
3.5.FAB质谱
[Ni(1,10-phen)(MIIMP)(H2O)2Cl已在图中描绘并复制2.光谱表现为分子离子峰M+在m/ z476,这相当于它的分子量[Ni(1,10-phen)(MIIMP)(H2O)2] Cl。
[Ni(1,10-phen)(MIIMNP)(H2O)2Cl显示出分子离子M+分子量为[(Ni(1,10- phen)(MIIMNP)(H2O)2) + Na)+.在m/ z379处,分子离子因失去两个水分子而产生一个碎片离子峰。所有这些片段导致了物种的形成[ML]+经过脱金属作用形成[L + H]+在248 m / z。这些光谱数据证实了配合物的比例为1:1:1。
4.分子建模研究
在缺乏x射线晶体结构数据的情况下,分子的三维结构不能完全明确。用半经验和密度泛函理论计算了Ni(II)配合物可能的构型。在可能的结构中,能量最小且最稳定的结构被判定为最可能的结构,如图所示3..
(a) (Ni (10-phen) (BMIIMP) (H2O) 2] Cl
(b) (Ni (10-phen) (MMIIMP) (H2O) 2] Cl
10-phen倪(c) (1) (EMIIMP) (H2O) 2] Cl
(d) (Ni (10-phen) (MIIMMP) (H2O) 2] Cl
5.抗菌活性
配体及其金属配合物对细菌和真菌进行了筛选。采用纸片法(柯比-鲍尔法)进行抗菌筛选。筛选1,10-邻菲罗啉与MIIMP、CMIIMP、EMIIMP、MIIMNP、MEMIIMP、MMIIMP、BMIIMP、MIIBD三元镍(II)配合物对细菌和真菌的拮抗作用,结果见表4.观察到三元配合物的活性比相应的二元配合物更强。这一结果是预期的,因为配合物具有更大的平面面积和-系统使堆叠更强。不同复合物对不同生物体的活性的差异,要么取决于微生物细胞的不渗透性,要么取决于微生物细胞核糖体的差异[24].将合成的化合物与一些已知的抗生素(庆大霉素)的生物活性进行比较,结果表明,这些化合物一般都是自由的席夫碱配体,其中一些配合物表现出比这些抗生素更好的活性或类似的效果。
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| 高活性:+++(抑制带> 15 mm);中活性:++(抑制区> 10 mm);微活性:+(抑制带> 5 mm);钝化:−(抑制带< 5mm)。 |
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6.DNA结合的研究
结合[Ni(1,10-phen)(EMIIMP)(H2O)2Cl对CT DNA(小牛胸腺DNA)进行了电子吸收光谱研究,见图4.[Ni(1,10-phen)(EMIIMP)(H2O)2在300 K的Tris HCl缓冲液中记录了CT DNA缺失和存在时的Cl。随着CT DNA浓度的增加,配合物的紫外-可见光谱发生了红移和显色。这些光谱特征表明插入配体的轨道与碱基对的轨道,从而降低-跃迁能,进而导致红移[25].耦合的电子的部分填充降低了跃迁的概率,同时导致了低色。为了比较配合物与CT DNA的结合强度,本征结合常数是通过监测随着DNA浓度的增加吸光度的变化而得到的。的斜率与从[DNA]/()与(DNA)。的价值的顺序是× 105米−1.高值在于phen配体的平面结构的存在,有利于沟槽与碱基对的结合/堆积[26].
7.抗癌活性
对所有合成的镍配合物进行细胞毒性(HL60细胞)筛选。从数据中可以看出,配合物表现出了细胞毒活性50(μg/mL),抗人早幼粒细胞白血病(HL60细胞)50所有镍配合物的值列于表中5.
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细胞形态学评估
在相差显微镜下观察形态学异常。处理24 h后,细胞形态发生明显变化,染色质浓缩、碎裂,形成凋亡小体。而对照组(不含试验化合物)形态健康正常,细胞核完整,如图所示无任何异常5.在所有测试浓度下,大多数被处理的细胞都表现出类似的凋亡症状,但在最高浓度下的细胞损伤严重。
(一)
(b)
8.结论
设计、合成并表征了新的混合配体及其三元镍(II)配合物。基于分析、电导率、磁数据、红外和电子光谱数据,他们采用了镍(II)周围的八面体几何结构。热重分析能够评价配位球中水分子的存在。基于这些观察,金属离子通过酚氧、希夫碱的氮氮和邻菲罗啉的氮原子进行配位。抗菌研究表明,一些镍配合物比已知的抗生素表现出更好的活性。复合物对人早幼粒细胞白血病(HL60)表现出良好的细胞毒活性。对复合物的DNA结合研究表明,高值便于凹槽与碱基对绑定/堆叠。
致谢
作者非常感谢化学系主任提供了必要的设备。作者感谢国际信息通信技术主任和CCMB和海德拉巴主任提供的光谱和分析数据。
参考文献
- n .法雷尔过渡金属配合物作为药物和化疗药物, Kluwer Academic, Dordrecht,荷兰,1989。
- E. L. Hegg和J. N. Burstyn,“面向金属合成核酸酶和肽酶的发展:应用配位化学原理的基本原理和进展报告”,配位化学的评论号,第173卷。第1页,第133-165页,1998。视图:谷歌学者
- L. Casella and M. Gullotti,“Synthesis, stereochemistry, and oxygenation of cobalt(II)-pyridoxal model complexes.”一类新的手性二氧载体,”无机化学,第25卷,第2期9,第1293-1303页,1986。视图:谷歌学者
- 2-甲酰基吡啶-氨基酸-金属离子系统中的转胺作用。N-(2-吡啶亚甲基)氨基酸锌(II)和铜(II)配合物的立体化学无机化学第22卷第2期16,页2259-2266,1983。视图:谷歌学者
- T. M. Aminabhavi, N. S. Biradar, S. B. Patil, V. L. Roddabasanagoudar,和W. E. Rudzinski,“二甲基二氯硅烷的氨基酸席夫碱配合物”,Inorganica Chimica学报,第107卷,第2期4,第231-234页,1985。视图:谷歌学者
- G. Plesch, C. Friebel, O. Švajlenová, J. Krätsmár-Šmogrovič, and D. Mlynarčík,“一些n - pyruvidenglycinatcopper (II)配合物的配体场谱和抗菌活性的EPR,”Inorganica Chimica学报号,第151卷。2,页139-143,1988。视图:谷歌学者
- D. Sattari, E. Alipour, S. Shirani,和J. Amighian,“n -水杨酸氨基酸的金属配合物”,无机生物化学杂志第45卷第5期2,第115-122页,1992。视图:出版商的网站|谷歌学者
- D. S. Sigman, A. Mazumder和D. M. Perrin,《化学核酸酶》,化学评论第93卷第5期6,第2295-2316页,1993。视图:谷歌学者
- 王明志,蔡国林,张春林,王学勇,“新型铜(II)配合物的抗肿瘤药物研究”,中国肿瘤防治杂志,2017,30(4):417 - 422。无机化学通讯,第8卷,第2期4,页368-371,2005。视图:出版商的网站|谷歌学者
- V. Sharma和D. Piwnica-Worms,“治疗和诊断耐药的金属复合物”,化学评论,第99卷,第5期。9,第2545-2560页,1999。视图:谷歌学者
- A. Wolfe, G. H. Shimer Jr和T. Meehan,“多环芳烃物理插入到变性DNA的双区”,生物化学第26卷第2期20,第6392-6396页,1987。视图:谷歌学者
- A. A. Soliman和W. Linert,“3-甲氧基-水杨酸-2-氨基硫酚席夫碱过渡金属螯合物的研究”,Thermochimica学报号,第338卷。1-2,页67-75,1999。视图:谷歌学者
- C. Zhang和C. Janiak, "六配位锌配合物:[Zn(H2O)4(苯酚的)](没有3.)2·H2O和[ZnNO3.(H2O) (bipy)(他)]3.(phen = 1,10-邻菲咯啉,bipy = 2,2 ' -联吡啶,Him =咪唑)化学晶体学杂志第31卷第1期1,页29-35,2001。视图:出版商的网站|谷歌学者
- A. K. Patra, M. Nethaji, and A. R. Chakravarty,“杂环碱(s -甲基-l-半胱氨酸)铜(II)配合物的合成、晶体结构、DNA结合和光诱导DNA裂解活性”,无机生物化学杂志,第101卷,第1期。2,页233-244,2007。视图:出版商的网站|谷歌学者
- G. G. Mohamed, M. M. Omar, A. A. Ibrahim,“新型三齿席夫碱配体金属配合物的生物活性研究。光谱和热表征,”欧洲药物化学杂志,第44卷,第5期。12, pp. 4801-4812, 2009。视图:出版商的网站|谷歌学者
- “异恶唑席夫碱金属配合物的合成、电势和抗菌研究”Spectrochimica学报一,第70卷,第2期1,页30-35,2008。视图:出版商的网站|谷歌学者
- a . W. Bauer, W. M. Kirby, J. C. Sherris, M. Turck,“用标准化的单片法进行抗生素敏感性测试”,美国临床病理学杂志第45卷第5期4,第493-496页,1966。视图:谷歌学者
- C. V. Kumar和E. H. Asuncion,“DNA结合研究和蒽基探针的位点选择性荧光增敏”,美国化学学会杂志第115卷第1期19,第8547-8553页,1993。视图:谷歌学者
- V. H. Kulkarni, B. R. Patil,和B. K. Prabhakar,“含N和O供体中心的支链四齿体的Sn(IV)配合物的IR和Möessbauer研究”,无机与核化学杂志号,第43卷。1,页17-21,1981。视图:谷歌学者
- Zaki和G. G. Mohamed,“硫代巴比妥酸配合物的光谱和热研究”,Spectrochimica学报一第56期7,页1245 - 1250,2000。视图:出版商的网站|谷歌学者
- A. A. Schilt和R. C. Taylor,“2000 cm-1以下岩盐区域1:10-邻菲罗啉金属配合物的红外光谱”,无机与核化学杂志,第9卷,第5期。3-4页,211-221页,1959。视图:谷歌学者
- R. E. Wilde, T. K. Srinivasan, S. N. Ghosh,“2,2 ' -联吡啶和1,10-邻菲罗啉与过渡金属的单分子配合物”,无机与核化学杂志第35期3,第1017-1021页,1973年。视图:谷歌学者
- a.b.p.杠杆,无机电子光谱, Elsevier,纽约,纽约,美国,第三版,1984。
- C. Jayabalakrishnan和K. Natarajan,“钌(II)羰基配合物与三齿席夫碱及其抗菌活性”,过渡金属化学第27卷第2期1,第75-79页,2002。视图:出版商的网站|谷歌学者
- Jia L., X. M. Xu, J. Xu, et al.,“Synthesis, characterization, cytotoxic activity and dna binding studies of three - dimensional copper(II) complexes with new coumarin derivatives,”化学及药剂通讯,第58卷,第2期8, pp. 1003-1008, 2010。视图:出版商的网站|谷歌学者
- J. M. Kelly, A. B. Tossi, D. J. Mcconnell和C. Ohuigin,“利用荧光光谱、拓扑异构化和热变性研究一些多吡啶(II)配合物与DNA的相互作用”,核酸的研究,第13卷,第2期17,第6017-6034页,1985。视图:出版商的网站|谷歌学者
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