文摘

调查结果锌复合物的理化性质包含取代苯酚作为轴向配体有通用公式[X-Zn-t (pch3)页][X =不同的酚盐轴向配体)在impurity-free有机溶剂。four-coordinated锌卟啉接受一个轴向配体1:1克分子比five-coordinated形式复杂,由柱层析法纯化和理化、生物评价和TGA / DTA研究。吸收光谱显示两个主要作用:红移对酚类轴承取代电子释放组(−CH3,−NH2)和蓝色转变为酚类轴承电子集团(−没有撤军2−Cl)相对于Zn-t (pch3分别)页。1H NMR光谱表明,质子的苯酚环轴向连接到中央金属离子与卟啉环的质子合并。荧光光谱显示两个荧光峰在红色区域排放从550纳米到700纳米。红外光谱证实Zn-N的外观运动分别和Zn-O振动频率。根据热研究,配合物具有更高的热稳定性,这些复合物的分解温度取决于轴向结扎。X-Zn各自的复合物二世- t (pch3)页被发现具有更高的抗真菌活性(90%)和高在体外细胞毒性对人类癌症细胞。

1。介绍

卟啉的参与在许多生物过程和调整他们的物理和化学性质的可能性在分子水平上使卟啉和金属的合成基础材料研究领域由于其巨大的生物和迷人的重要性在许多技术应用包括,但不限于,传感器、太阳能电池、催化剂(1- - - - - -6),光学单体(7,8],催化剂[9- - - - - -12),敏化光动力疗法(PDT) (13),超分子化学(14,15),离子载体(16),和治疗肿瘤和恶性组织(17结合电磁辐射或放射性排放,作为染料敏化太阳能电池的敏化(DSSCs) [18,19]。他们也被视为大自然的选择催化剂,开展非同寻常的生物能学反应从光合能量传导到一代的氨,regiospecific氧转移(羟基化和环氧化作用),和二氧化碳转换成碳氢化合物。自由基地5、10、15、20 -内消旋-tetraphenylporphyrin (H2TPP)和内消旋-substituted-tetra (昊图公司- - -帕拉苯基)卟啉衍生物(ch3哟,3、cl或净2)根据记录了文学和合成过程(20.]。在过去的几十年中,很多金属的轴向协调性质的例子与年代,O, P, N基地已报告(21,22]。金属与供体分子之间的相互作用通过轴向协调在地面和激发态可以强烈影响的吸收性能和能源效率或电子转移过程23,24]。这种能力的附加额外配体金属(额外协调)在酶和催化过程决定了他们的作用。Mono -或双齿配合物形式,这取决于系统中取代基的卟啉macrocycle,中心离子,或额外的配体的性质和浓度。额外的反应协调吸引关注的理论和实验研究(25]。此外,溶剂化作用和轴向连接属性的详细研究ZnTPP已报告(26,27]。这些调查已经阐明了轴向配体诱导的变化和金属的电化学光谱吸收特性。的大量的化学修饰和卟啉的大量不同的机制影响微生物和病毒病原体的地方卟啉与一位杰出的一组化合物的发现潜力小说代理、过程和材料积极对抗病原微生物(28]。金属的基础新抗真菌、抗寄生虫和抗癌药物,因为修改的卟啉外围授予定性的新频谱活动金属(29日,30.]。金属配合物是众所周知的加速药物作用和治疗效率的代理通常可以与金属离子(增强在协调31日]。特别感兴趣的锌等金属离子,这是一个自然的组件所需的胰岛素调节糖代谢也纳入催化蛋白质作为金属酶,促进多种化学反应所需的生活。锌(II)与不同的配体金属配合物显示潜力总体良好抗菌,抗真菌,抗氧化和抗癌活动(32,33]。锌也形成低分子量复合物,因此,证明对几种疾病更有益。各种金属/配体药物的生物方面完全取决于易于裂开金属离子和配体之间的债券。因此,有必要了解生物系统的配体和金属之间的关系。有了这个目标,我们旨在合成、光谱特征和生物研究轴向锌(II) 5、10、15、20 -中间利乐(帕拉-methylphenyl)卟啉作为轴向配体与不同的酚类化合物。

2。实验

2.1。材料和工具

所有的化学试剂均为分析纯,用作收到除非另有注明。瑞士吡咯(丙烯酰胺)在室温下蒸馏在氢氧化钾(KOH)颗粒在使用前减压。p-Tolualdehyde(p-methylbenzaldehyde)(美国奥尔德里奇),丙酸(Qualigens、印度),硅胶(60 - 120目)和硅胶(TLC年级,粒子大小= 75μ(默克公司、德国),氧化铝柱层析法(基本)(丙烯酰胺、瑞士)和醋酸锌(锌(OAc)2h·22O) (e .默克公司、印度)用作提供。有机溶剂被清除prepurified氮气和脱气干之前使用。各种酚类使用的基于“增大化现实”技术等级(Sisco研究实验室pvt Ltd .)和使用前未经纯化。

化合物的光学吸收光谱被记录在日立u - 3400,λ35紫外可见分光光度计和Elico光谱对紫外可见光谱仪使用一对匹配的石英电池在环境温度10 mm路径长度。振子强度(f)的吸收光谱的计算表达式的转换(34] 在哪里ε是dm的摩尔吸光系数3摩尔−1厘米−1 在cm中半宽度吗−1。配合物的红外光谱区域4000 - 400厘米−1被记录在珀金埃尔默580 B分光光度计在室温下使用KBr光盘或Nujol考虑确认(mn)和(马丁)振动35,36]。的1H NMR光谱被记录在一个力量皇冠二世400年CDCl (MHz) NMR谱仪3用四甲基硅烷(TMS)的内部标准。卟啉的解决方案(0.5毫升)的10−2到10−3米CDCl3被用于1H NMR研究。碳、氢、氮使用中文分析仪Leco模型简要分析了932年,美国在1000°C的温度使用氦载气和氧气燃烧。MALDI在电子轰击质谱记录模式Finnigan 3300光谱仪使用氯仿和甲醇作为溶剂。稳态荧光测量进行协同MX Biotek多模读者使用石英电池1厘米的路径长度在环境温度。热重分析(TGA)和差热分析(DTA)进行Linseis STA pt - 1000在空气中大气的加热速度10°C /分钟。采用直角检测监测荧光。

2.2。生物研究
2.2.1。抗真菌的研究

在体外抗真菌活性已经完成采用纸片扩散法(DDM)对病原体和在体外对人类癌症细胞系细胞毒性。在体外一些研究化合物的抗真菌活性被琼脂板测试技术对病原体”菌核rolfsi“有毒食品的方法使用马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)(20克葡萄糖、淀粉20克、1000毫升蒸馏水和琼脂20 g)营养的介质。解决方案测试的化合物在DMSO (100 ppm, 200 ppm,浓度300 ppm)准备与PDA和混合。中当时涌入消毒中盘子和真菌的孢子是放在媒介剂的帮助下的针在层流。板块注射seven-day-old文化病原体通过将2毫米的化合物进行调查与不同浓度在板的中心。接种板块在27°C 5天孵化。真菌的线性增长控制和治疗记录在不同浓度的复合物后5天。的增长”菌核rolfsi“在控制计算按文森特(37]: 在哪里 = %抑制, =平均增长的真菌(mm)的控制,和 =平均增长的真菌(mm)的治疗。

2.2.2。在体外对人类癌症细胞系细胞毒性

细胞系,细胞培养。获得的人类癌症线路从国立细胞科学中心,浦那(印度、或IIIM查谟,J&K、印度。人类前列腺癌(曲泽)、肺(a - 549)和急性淋巴细胞白血病(THP-1)细胞株生长和维护rpmi - 1640年媒介,pH值为7.4,而DMEM用于乳房(MCF-7)。媒体被补充了FCS(10%)、青霉素(100单位/毫升),链霉素(100µg /毫升)和谷氨酰胺(2毫米)和细胞生长在有限公司2孵化器(贺利氏、GmbH是一家现代化、德国)37°C与90%的湿度和5%的公司2。细胞样品溶解在DMSO溶液处理,而未经处理的控制文化只有车辆(DMSO, < 0.2%)。

细胞毒性试验。在体外细胞毒性对人类癌症细胞系决心使用sulphorhodamine B染料试验(38,39]。测试样本股票的解决方案都是准备在DMSO和生长介质获得连续稀释所需浓度。

2.3。轴向的结扎锌(II)卟啉配合物的合成
2.3.1。合成5、10、15、20 -内消旋利乐(p-methylphenyl)卟啉(H2t (pch3)页]

H的准备2- t (pch3)页是由凝结的吡咯p甲苯甲醛在回流丙酸,H2- t (pch3)PP通过柱色谱法纯化使用氯仿洗脱液(计划1(a))。第二个移动带收集溶剂蒸发后的紫罗兰颜色作为标题化合物。紫外可见( (nm) (CHCl3):430、516、553、592、649;1H NMR (CDCl3):−2.77 (s) (Imino-H), 8.86(年代,8 h, - h),内消旋芳基质子8.11 (d, 8 h, ),7.56 (d, 8 h, ),2.64(年代,12 H, H);红外光谱(KBr) (cm−1):亚氨基的ν3446年(h),芳香ν2964年(碳氢键),ν1350年(氮),ν1650年(C = C),ν1589年(C = N),ν(CH3),2855;Anal.Calcd。对于C48H38N4C (%): 86.04;H, 5.71;8.6 N,。发现:C, 86.11;H, 5.89;8.42 N,。

782762. sch.001
2.3.2。合成的锌(II) 5、10、15、20 -内消旋利乐(p-methylphenyl)卟啉锌二世- t (pch3)页]

H2- t (pch30.030)PP(20毫克,更易)氯仿(20毫升)和锌(OAc)2h·22O(20毫克,0.091更易)在甲醇(10毫升)回流2小时60 - 70°C到解决方案的颜色从紫色变成红色。后冷却到室温下的溶剂被减压和固体残渣反复用水洗 删除多余的醋酸锌。过滤产品在无水硫酸钠干燥,柱层析法纯化使用(Al2O3)作为固定相,CHCl3洗脱液。(锌产量的复杂二世- t (pch3)PP)(18毫克,80%)(计划1(b))。

紫外可见( (nm) (CHCl3):432,564.2,609.3;1H NMR (CDCl3):8.65(年代,8 h, d - h), 7.75 (8 h, ),8.06 (d, 8 h, ),2.69(年代,12 h, ch3);红外光谱(inKBr)(厘米−1):芳香ν(碳氢键)出现在2963年,ν1349年(氮),ν1658年(C = C),ν1594年(C = N),ν(CH32849年),ν(Zn-N) 482;Anal.Calcd。对于C48H36N41C (%): 78.39;H, 4.93;7.61 N,。发现:C, 78.46;H, 4.99;7.72 N,。

2.3.3。合成5、10、15、20 -内消旋利乐(p(X-Zn -methylphenyl) porphinatozinc (II)酚盐二世- t (pch3)页]

这是如下:

苯酚(X) (3.086×10−2摩尔)甲醇(10毫升)和Zn-t (pch3)(6.602×10页−4摩尔;0.59 g)在氯仿(15毫升)搅拌加热两个小时。反应完成后的TLC,反应混合物中提取了2N氢氧化钠溶液作为洗脱液和氯仿。复合萃取是通过无水钠后恢复2所以4。溶剂是通过基本恢复在减压和色谱仪氧化铝使用氯仿作为洗脱液,用石油醚recrystallised,通过紫外可见和特点1H NMR光谱(计划1(c))。

3所示。结果与讨论

3.1。合成和表征

所有复合物的物理测量和分析数据与通用公式[X - - (pch3)页](X =不同的酚盐轴向配体)如表所示1- - - - - -6。所有有色复合物,感光光,溶于极性溶剂,但水不溶性。数据显示增长抑制真菌的表7

3.1.1。1H核磁共振光谱学

1H NMR谱内消旋利乐(p-methylphenyl)卟啉及其锌(II)衍生品包含不同的酚类轴向配体被记录在氘氯仿298 K(表1)。频谱显示单线态−2.79 ppm内亚氨基的质子的H2TPP,而H2- t (pch3)PP共鸣−2.77 ppm。的内消旋芳基的质子氢2TPP共鸣的单线态为8.19 ppm昊图公司和7.59 ppm的帕拉质子,分别,但H2- t (pch3)PP、共振发生在8.11 ppm昊图公司和7.56 ppm的质子;也就是说,共振是在前场的相对转向H2TPP。的甲基质子ch代替3帕拉-安置的内消旋芳基环共振单线态为2.64 ppm。这种效果的内消旋替换的β吡咯质子和内消旋芳基质子早已经了文献[40]。此外,在轴向的结扎锌(II)配合物的H2- t (pch3)PP、质子共振观察到的细微差别取决于轴向配体的性质通过锌原子协调。在的情况下p-不2phO-Zn-t (pch3)页,图1表明,β吡咯质子单线态为9.01 ppm和产生共鸣内消旋芳基昊图公司质子共振为8.39 ppm, 7.92 ppm的紧身上衣内消旋芳基帕拉质子,分别,稍微在前场的(deshielded) Zn-t相比(pch3)页以及H2- t (pch3)页。甲基质子的内消旋芳基环共振为2.65 ppm。但在的情况下p3phO-Zn-t (pch3)页(图2),β吡咯质子单线态为8.93 ppm和产生共鸣内消旋芳基昊图公司质子共振为8.22 ppm, 7.66 ppm的紧身上衣帕拉分别是略高磁场(屏蔽)Zn-t相比(pch3)页以及H2- t (pch3)页。甲基质子的内消旋芳基环为2.31 ppm的含甲氧基的质子产生共鸣帕拉甲氧基酚盐产生共鸣的单线态3.36 ppm。的1H NMR数据各种轴向的结扎锌(II)配合物的H2t (pch3)页显示,酚类与吸电子集团-不2,cl造成轻微的在前场的转变(deshielding)和电子释放组像ch3哟,3,nh2导致在前场的转变(屏蔽)的质子对Zn-t (pch3)PP和H2t (pch3)PP复合物。

3.1.2。吸收光谱

典型的卟啉的电子光谱包含一个强烈的乐队在近紫外光谱区域周围400海里(俗乐队或B-band)取决于卟啉β——或者内消旋代替,ε> 2×105,紧随其后的是四个低强度吸收乐队在514海里,550 nm、591 nm、647 nm (Q波段),也就是说,Qy(1,0),Qy(0,0),Qx(1,0),Qx分别为(0,0)。B - q波段都源自ππ*过渡,可以解释为4个前沿轨道(HOMO和LUMO轨道)(Gouterman四个轨道模型)。卟啉和金属卟啉,平面的对称环macrocycle片段增加 由于频谱的简化。光学吸收数据锌(II) 5、10、15、20 -内消旋利乐(p-methylphenyl)卟啉包含不同的酚类轴向配体在氯仿(表中列出2)。X-Zn-t的光学吸收谱(pch3)PP (X =不同的酚类轴向配体)在氯仿中显示,酚类包含电子撤回组显示蓝移(蓝移),而那些拥有电子释放组显示红移向长波长(红移)。当轴向的结扎Zn-t吸收光谱(pch3在不同的溶剂(表)页记录3),这是观察到的光谱pnh2phO-Zn-t (pch3)页(图3)显示只有一个边际变化 吸收系数(ε)和振子强度( )的值。数据还表明,溶剂的极性变化不显著改变过渡的位置但有一个显著增加“应用”(ν1/2)和“ “价值观的转变增加溶剂的极性。在极性溶剂如甲醇、乙醇、CH2Cl2,CHCl3,ππ*乐队发生红移和稳定但在非极性溶剂,如苯、甲苯、三地4;然而,复合物通常显示一个光谱漂移一段时间。可以看出,轴向的结扎锌(II)衍生品、B - q波段表现出红移的增加极性溶剂MtOH > CHCl的顺序3> CH2Cl2CCl >4。的情况下pnh2phO-Zn-t (pch3)页(图3), 观察值MtOH 435.9海里,在CHCl 589 nm和604 nm3,CH2Cl2CCl,4观察433.9 nm, 570.9 nm, 604.6海里;432.8 nm, 568.4 nm, 601海里;和430 nm, 560.1 nm,分别和586海里。然而,B(0, 0)和Q(1,0)展览只有一个小的变化f值,这取决于溶剂的性质。的f值Q (1,0) MtOH CHCl3,CH2Cl2CCl,4观察到在0.206755,0.253434,0.1878264,和0.1331380,分别。发现,溶剂极性的增大,轴向的结扎锌(II)与不同的酚类金属卟啉作为轴向配体显示了进步扩大的B - q波段表明的大小改变的”f“价值取决于溶剂的性质,也揭示了的相对强度ππ*交互。

3.1.3。红外光谱法

振动光谱(红外光谱)可以提供充足的卟啉和金属卟啉的结构信息。游离碱卟啉的红外光谱,H2- t (pch3)页,其轴向的结扎锌(II)轴向配体金属包含不同酚类的衍生品展示了强烈的吸收带在2855厘米−1(2850 - 3000厘米−1由于ch)3内消旋苯基位置。金属取代的卟啉和轴向结扎与不同酚类进一步支持两个新乐队的出现500 - 400厘米−1和650 - 350厘米−1分配给zinc-nitrogen (Zn-N运动)[41)和锌氧(Zn-O)振动模式,分别。为了确定不同酚类化合物作为配体的结合方式与锌、配体的红外光谱与相应的配合物(表4)。游离碱卟啉的红外光谱(H2- t (pch3)PP)及其轴向的结扎锌(II)金属衍生品包含不同的酚类轴向配体显示不同的乐队频率与文献[42]。例如,在红外光谱的4-Cl2phO-Zn-t (pch3)PP、芳香ν在2963厘米(碳氢键)振动−1,ν在1349厘米(氮)−1,ν在1659厘米(C = C)−1,ν在1594厘米(C = N)−1,ν(CH3在2846厘米)−1,ν(Zn-N运动在476厘米)−1ν酚盐(Zn-O)出现在517厘米−1而在p3phO-Zn-t (pch3)PP、芳香ν在2964厘米(碳氢键)振动−1,ν在1350厘米(氮)−1,ν在1654厘米(C = C)−1,ν在1590厘米(C = N)−1,ν(CH3在2859厘米)−1,ν(Zn-N运动在481厘米)−1,ν在526厘米(Zn-O)酚盐−1和甲氧基(哟3)组帕拉酚盐振动的-安置2850厘米−1(ν1)(碳氢键),1020厘米−1(ν2) ,1261厘米−1(ν3) ,分别。轴向的结扎的形成锌(II)、金属配合物也证实了它们的质量光谱数据在实验部分。

3.1.4。质谱分析和元素分析确证

质谱的几种卟啉及其metalloderivatives已经获得的质谱分析技术。分子质量(43卟啉及其衍生物的光谱是最好的记录在尽可能低的温度(通常约。200 - 250°C)。分子质谱的离子强度卟啉也被用于研究含重氢(一般亲电取代的例子)卟啉,金属,一些衍生品。表5总结了质谱和元素分析数据的轴向的结扎锌(II)衍生物。

3.1.5。荧光光谱

金属卟啉的一个重要而独特的特性及其衍生品是他们的发射光谱。荧光发射的数据(44,45的卟啉单线态激发态性质提供重要的信息。取代基的存在的光学特性的影响 吡咯和内消旋芳基tetraphenylporphyrins的位置。轴向的结扎金属表现出两个荧光乐队,一个年代2→年代0(B-band)和其他从S1→年代0(q波段)。内转换的年代2到S1吸收迅速,几乎没有任何荧光检测从年代2→年代1。的年代2→年代0(俗乐队)荧光约两个数量级低于S1→年代0q波段发射。然而,轴向的结扎锌(II)的发射带红移而Zn-t卟啉(pch3)页。低能量的强度问(1,0)更强烈的高能问(0,0)乐队在游离碱卟啉的对比观察。在比较Zn-t的荧光行为(pch3)页pnh2phO-Zn-t (pch3)PP在干燥的甲醇在室温下使用激励~ 550 nm(表6)(图4),很明显从图的发射波段pnh2phO-Zn-t (pch3)PP相比红移Zn-t (pch3)页这是由于氨基(nh电子捐赠效果2)集团与酚盐离子。这个荧光分析过程是非常重要的在确定胺化合物的选择性检测的卟啉化学生物和技术的兴趣。此外,固态太阳能电池生产的可能性与卟啉化合物的合成半导体一直强烈的探索。

3.1.6。TGA /壳体的研究

热分析的p-OCH3phO-Zn-t (p-CH3)页。热重分析在空中大气的加热速度10°C /分钟检查化合物的热稳定性。的TG曲线复杂p3phO-Zn-t - (pch3)页(图5)显示一个持续减肥从150°C到800°C,当稳定的氧化锌形成氧化物。TG曲线显示的初始体重减轻约14.34%(理论价值= 14.7%)观察到140°C和170°C之间是归因于移除帕拉-methoxy-phenyl环轴向集团。在200°C到425°C,高达42.2%的质量已经失去了由于损失四苯基集团(理论价值= 42.39%)。446.0°C,高达69.90%(理论价值= 70.79%)的总质量已经丢失,对应于大环的配体的崩溃。有机一部分分解温度进一步提高。进一步在450°C - 600°C,减肥达到96.7%这是归因于吡咯的删除组和完全分解大环配体,最后氧化锌(理论价值= 96.9%)。

同时,有三个放热峰在492°C, 563°C, 580°C在DTA曲线上,对应的主要减肥配体H2- t (pch3)PP (460°C - 580°C)。小分解放热峰对应的配体和卟啉环链和大放热峰对应于卟啉骨架的崩溃。

3.1.7。生物评价

抗真菌活性。抗真菌的活动一些复合物对真菌菌株”进行了研究菌核rolfsi”。得出的结论是,所有合成配合物显示整体良好的活动对这种抗真菌菌株(90%的数字6(一),6 (b),6 (c),6 (d))。从结果发现(表7),已经得出结论,在配合物的浓度增加,真菌的菌落直径减小,因此抑制百分比增加。翻倍的浓度复合物,抑制百分比也翻倍,这表明线性浓度和抑制百分比之间的关系。生物活性的增加是由于快速扩散的金属配合物作为一个整体通过细胞膜或由于综合效应的金属原子和配体。这样的活动增加金属配合物可以解释泛音的概念的基础上46和男子气概的螯合理论47]。围绕细胞脂质膜,只支持通过脂溶性材料,由于liphophilicity控制抗菌活性的一个重要因素。金属离子的螯合,极性将在更大程度上减少由于配体轨道的重叠和部分金属离子的正电荷的共享与供体组。

体外细胞毒性。评价在体外相应配体的细胞毒性也观察到对四个人类癌症细胞系,即乳房(MCF-7)、白血病(THP-1)、前列腺(曲泽)和肺(A549),在不同浓度用SRB分析如图7。剂量依赖性抑制增长百分比观察到对所有癌症细胞系。在取代氧供体配体,p-不2phO-Zn-t (pch3)页显示突出活动对三A549 MCF-7, THP-1人类癌症细胞系。最高增长百分比观察抑制对肺癌细胞株和最低百分比增长抑制观察对前列腺癌细胞系的配体。百分比增长抑制观察配体是57岁,90年和95年对肺,50岁,52岁,和86年对乳腺癌、41岁和21日和84在10对白血病癌症细胞系,50和100µM,分别,因为吸电子的存在硝基(-不2)酚环一般来说增加了测试金属配合物的抗菌活动相比,复合物没有取代基。这些结果表明,金属配合物有有效改善生物利用度,和吸电子硝基对选择性的抗癌活性有效和直接的影响。因此,因此,配体p-不2越南河粉,轴向的结扎Zn-t (pch3)页,显示整体H比免费更好的活动基地2- t (pch3)PP和metallated Zn-t (pch3)页。复杂的p-不2phO-Zn-t (pch3)页显示不到59%增长抑制对前列腺癌(曲泽)人类癌症细胞系。

4所示。结论

物理化学和光谱证据的基础上,发现所有的一般公式X-Zn-t复合物(pch3)PP (X =不同的酚盐轴向配体)的four-coordinate锌卟啉会接受一个且只有一个轴向配体在1:1克分子比形成five-coordinated复合物。拟议的结构复合物进行调查与一般公式[X-Zn-t (pch3)页]如图8。同时,生物学评价(抗真菌和抗癌活动)的合成配合物表明,这些复合物对真菌生长有潜力。此外,增长百分比最高抗癌活性,抑制观察对肺癌细胞株和最低百分比增长抑制观察对前列腺癌细胞系的配体。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。