文摘
镉和汞复合物的合成和表征selenocyanate类型[(L)的M (SeCN)2描述),L是组氨酸(他)或L-Glycine (g)和M是Cd2 +或汞2 +。这些复合物通过1相当于各自的反应与金属diselenocyanate前体氨基酸混合物的溶剂(甲醇:水= 1:1)。这些合成化合物的特征分析和元素分析等各种光谱技术(EA)、红外光谱、和核磁共振在溶液和固态和。的在体外这些配合物的抗菌活性研究与标准类型的文化大肠杆菌(MTCC 443),肺炎克雷伯菌(MTCC 109),铜绿假单胞菌(MTCC 1688),伤寒沙门氏菌(MTCC 733)金黄色葡萄球菌(MTCC 737)。
1。介绍
由于金属离子扮演至关重要的角色在许多生物过程,如生物分子稳定酶规定,运输液体通过跨膜通道等等(1- - - - - -3氨基酸),大量的金属离子配合物作为有效的抗真菌,抗菌,抗癌药物(4- - - - - -6]。因此,这些金属物种的广泛的研究一直致力于理解生命系统的影响。众所周知,金属结合蛋白覆盖大部分的总蛋白质,他们积极参与一些重要生命过程(2,3]。因此,了解金属的物理化学和生物化学特性的氨基酸变得不可或缺,一个广泛的研究领域好几年(7- - - - - -11]。
在所有氨基酸在自然界中发现,组氨酸是经常发现在各种类型的近年作为配体,因为它是许多酶反应的关键氨基酸残基(12]。这是可能是由于组氨酸的立体化学原子的位置协调。组氨酸骨架包含咪唑侧群有两个氮原子能够参与metal-ligand协调范围从而可以承担各种metal-bound形式的蛋白质。因此,重要的是要知道协调模式的组氨酸(他)和甘氨酸(g)配体的反应机理近年[13]。
协调各种金属离子和氨基酸模式讨论的话题已经有很长一段时间,和思想的绑定模式不容易预测等大型侧链的氨基酸组氨酸(16),因为不同类型的供体原子存在于氨基酸骨干。在这一点上它已成为需要研究其活跃的站点和亲和力过渡金属在理论和实验的水平。符合工作由理论研究出现,金属离子的立体化学的适应性发挥重要作用在确定债券形成的位置(17]。
Selenocyanate配体可以有多才多艺的绑定模式(18,19];不过软Se中心预计将协调更多最好是软金属离开N越不协调(20.,21]。
为了获得更好的理解的交互与大分子包括氨基酸、金属离子的知识结构和金属离子的能量协调,氨基酸是必需的。为了获得一个更完整的画卷,我们合成了许多迄今为止未知的镉和汞selenocyanate复合物及其使用各种重要的光谱表征技术。
2。实验
2.1。总论
2.2。制备Cd (II)和Hg (II)配合物
CdCl溶液2在10毫升dist.水混合配体的化学计量的等值(组氨酸或甘氨酸)在10毫升溶剂混合物(甲醇:水= 1:1卷),生产解决方案搅拌30分钟,然后两个等价物KSeCN水解决方案是补充说,由此产生的软质与氮气混合搅拌15分钟然后加热在70°C ~ 1.5小时。该产品是过滤和干燥。同样的程序申请使用HgCl汞复合物2而不是CdCl2。
2.3。光谱测量
固态红外和解决方案核磁共振测量的记录按照文献[22,23]。解决核磁共振化学位移给出相应配体和配合物的表3和4。
2.4。固态核磁共振研究
天然丰度13C固态核磁共振光谱得到JEOLλ500光谱仪操作在110.85 MHz,对应11.74 T的磁场,在环境温度25°C。样品氧化锆转子挤在6毫米。交叉极化和高功率解耦了。脉冲延时7.0秒和5.0毫秒的接触时间被用于碳CPMAS实验观察,而脉冲延迟10年代和接触时间为6.0 ms被用于硒观察。魔角旋转率从3000年到5000赫兹。13C化学变化被引用的经颅磁刺激通过设置高频各向同性固体金刚烷的峰值38.48 ppm。
的15使用N核磁共振光谱被记录为50.55 MHz15NH4没有3外部引用,位于−358.62 ppm相对于纯粹的较少2(24]。的光谱条件15N是32 K数据点,0.721秒采集一次,2.50秒的延迟时间,60°脉冲角,大约5000扫描。氮的化学位移最初对液体NH引用3,通过设置15N在浓缩固体达到顶峰15NH4Cl 40.73 ppm (25),然后转换成标准的硝基甲烷的转变−380.0 ppm (24为氨。的13C和15N光谱包含旋转边带集合管进行了分析使用一个计算机程序WSOLIDS开发的达尔豪斯和图宾根大学(26]。
2.5。计算研究
几何优化了建筑结构和优化的DFT理论水平与LanL2DZ(洛斯阿拉莫斯ECP +双ζ)[27,28使用高斯09年)基础设置,a修订程序包(129日]。
2.6。试验菌株
标准类型的文化大肠杆菌(MTCC 443),肺炎克雷伯菌(MTCC 109),铜绿假单胞菌(MTCC 1688),伤寒沙门氏菌(MTCC 733)金黄色葡萄球菌从微生物类型(MTCC 737)获得文化集合(MTCC)昌迪加尔,印度)。琼脂扩散技术(30.用于屏幕抗菌活性。在体外抗菌活性筛选用营养琼脂板从HiMedia(印度孟买)。板是由20毫升的熔融媒体涌入无菌培养皿和允许巩固5分钟(表1)。无菌软木钻孔机的直径6.0毫米被用于制造井在琼脂板上。剂被擦洗表面均匀琼脂板上。0.1毫克/加载在6.00毫米直径的井。盘子被允许代表1 h扩散然后孵化24小时37°C。年底的孵化,抑制区域测量。
3所示。结果和讨论
3.1。红外光谱和核磁共振研究
的13C溶液NMR复合物都显示在表的数据3。在前场的化学变化观察为准备复合物(g) Cd (SeCN)2194.9 ppm (g) Hg (SeCN)2189.24对自由配体,甘氨酸为173.1 ppm。这些高在前场的变化导致电子捐赠甘氨酸羧酸盐对金属造成大约20 ppm羰基碳的转变,而这种转变并没有观察到组氨酸复合物,因为在咪唑氮和组氨酸复合物α胺参与协调金属中心,同意报告绑定模式的组氨酸汞金属离子,如图3(31日]。
C≡N红外频率Hg (SeCN)2高于乳糜泻(SeCN)2这意味着更强的碳氮键,这导致更少的硒原子的电子密度,回更多的捐款来自Hg,这使得Hg-Se债券更强。这在前场的转变为电子密度也观察到de-shielded Se绑定到Hg (−109 ppm)相比,Se绑定到Cd (−272 ppm)如图所示77年Se NMR(表4)。Hg的组氨酸复合物(SeCN)2硒原子成为更多的保护和转移在前场的捐赠(−169.71 ppm),因为从组氨酸金属中心,这导致更强π捐赠,以硒。在表2的红外数据显示最高的红移selenocyanate频率组氨酸复杂的汞这意味着最高π从金属到捐赠selenocyanate而不是甘氨酸更大的捐赠反键π轨道硒氰酸的组氨酸水星成键原子的迹象强于其余的复合物系列。这也是清楚的77年Se NMR数据,显示更大的硒通过络合组氨酸deshielding效应,通过两个氮原子结合(32]。一般来说,好的协议红外上浆乐队观察实验和理论准备复合物有蓝移的计算结果,因为真正的分子间相互作用的红外实验。
复合物的CPMAS NMR谱数据(g) Cd (SeCN)2和(他)Cd (SeCN)2为13C (g)和Hg (SeCN)2和(他)Hg (SeCN)2为15N如表所示5和6,分别。的固态13C和15N核磁共振光谱图所示1和2用星号表示,山峰。计算化学位移张量也在编制表5和6Ω,随着跨度,描述了化学位移张量的广度和倾斜,κ,粉的形状描述模式。从表5、固态13C NMR的甘氨酸和组氨酸镉配合物显示了Se的化学增加13CN NMR转变增加了~ 2 ppm汞复杂这是因为硒参与绑定到金属中心,造成deshielding SeCN碳。但在的15N核磁共振数据表6、组氨酸和甘氨酸复合物表现出显著的在前场的胺组的氮原子信号的转变;此外,组氨酸显示了咪唑啉在前场的转变,提高了咪唑氮参与绑定到金属。
(一)
(b)
(一)
(b)
3.2。计算研究
计算研究表明,甘氨酸(C = O)和(切断)债券的优化结构方案1比Hg)短Cd复杂复杂的(表7和8),同意实验13C核磁共振的结果,虽然没有差异(C = O)和(切断)债券的羧酸盐复合物中显示更少的贡献绑定。Se-Cd比Se-Hg短,因为大小接近的原子尺寸的Se和Cd。这里值得一提的是,计算债券的长度与实验报道债券长度Se-Cd得到单晶(2.723和2.828)20.,21]。也观察到Hg-N和Hg-O超过Cd-N Cd-O因为Cd比Hg,,这将导致更好的互动。这可能会导致更高的Cd复合物的稳定性。氮是一个电负性原子比氧气,所以它可以给出电子更容易与金属金属,形成更强的债券,从而导致更强的螯合两个氮通过螯合通过氮气和氧气。组氨酸复合物Hg和Cd的较短的债券比甘氨酸复合物显示更强的债券在组氨酸复合物,这同意更高的电子捐赠的结论77年Se NMR数据。
 |
3.3。抗菌活性
的在体外进行了抗菌活性研究与Cd (II)配合物对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的活性。两个配合物,(他)Cd (SeCN)2和(g) Cd (SeCN)2,表现出他们的抗菌活性比Cd (SeCN)2除了k .肺炎显示抗所有测试的化合物,Hg (SeCN)2抑制先前报道(15),而汞复合物与甘氨酸和组氨酸没有显示显著的抗菌活性。复合物的活动总结表9。
4所示。结论
我们已经描述了Cd (II)和Hg的合成(II)配合物的类型,((L) M (SeCN)2)(L =组氨酸或甘氨酸和M = Cd2 +或汞2 +),作为一个潜在的抗菌药物。描述这些化合物的EA,红外解决方案,各种原子核和固体核磁共振表明组氨酸的金属配合物是比这更强烈的协调相应的甘氨酸包含金属配合物。Cd (II)配合物显示良好的区域对不同微生物的抑制,和他们进一步的生物评价是在过程,而没有观察到显著的抗菌活性汞复合物。
承认
这个削皮刀KFUPM研究委员会支持的项目没有。IN100039。