基本信息
- 项目名称：
- 新型光功能有机金属配合物的结构及其与DNA生物活性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 配位超分子化学以分子间由非共价的弱相互作用结合而成的多分子体系为研究对象,是化学科学研究领域的一个重要扩展,使化学由专门研究共价键和由此形成的多原子集聚体拓展到研究共价键与非共价弱相互作用共存时的复杂体。具有这类结构的化合物已经在功能材料和生命现象的研究与开发中显示了强大的生命力。
- 详细介绍：
- 本研究利用吡啶酰胺类配体分子与过渡金属Zn Cd合成配位超分子化合物，确定其结构并进一步研究它们的DNA生物活性。 另一方面，由于生物体内的靶分子对于DNA探针具有选择性，以该类配合物为DNA探针，探讨它们与DNA作用的生物活性机理，为进一步解释该类配合物的功能性质提供有力的证据。 另外，还可以从中得到化合物的化学组成比例，对称性以及原子或分子在三维空间的排列、堆积情况。事实上，单晶结构分析是目前诸多固态物质结构分析方法中，可以提供信息最多、最常用的研究方法。方法能够比较清楚、全面地了解其空间结构。 只有充分了解物质的结构，才能深入认识和理解物质的性能，才能更好地改进化合物和材料的性质与功能，设计出性能优良的新化合物和新材料。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 不同的金属离子具有不同的配位能力和配位构型，选择不同角度、长度的有机配体，可以得到各种含金属的体系。由于金属离子及抗衡的阴离子种类较多、可作为配体的有机化合物数目巨大，再加上配体配位时的异构现象、配体间的相互作用等因素使最终的配位超分子化合物的数量难以计算。我们首先考察配体结构、平衡阴离子等因素对组装配位超分子结构的影响。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性： 物质的结构决定物质的物理化学性质和性能，物理化学性质和性能是物质结构的反映。 先进性几独特之处： 单晶结构分析可以提供一个化合物在固态中所有原子的精确空间位置，从而为化学、材料科学和生命科学等研究提供广泛而重要的信息，包括原子的连接形式、分子构象、准确的键长和键角等数据。
应用价值和现实意义
- 吡啶酰胺类配体与生物密切相关的d族金属的作用被广泛地研究，与d族金属的相互作用中与铜的相互作用研究的最多。在无数金属蛋白加氧酶的电子转移中，Cu(n)是完全的活性中心，此外在那些相互接近的生长素中也包含了铜离子。因此把配位化学结合到材料科学和生命科学，在信息材料、光电技术、激光能源、生物技术等分子光电功能材料方面受到广泛重视。
学术论文摘要
- 通过对N–(4–甲基苯基)–3–吡啶酰胺的修饰设计、合成了含酰胺基团的吡啶类配体，其中吡啶酰胺类配体分子中含有易发生配位作用的吡啶氮、形成氢键的酰胺基、形成芳环堆砌的吡啶环或苯环。利用此类配体与过渡金属Cu合成配位超分子化合物[Cu2L2(CH3COO)4]•CH3CH2OH（1）和[Cu2L2(CH3COO)4]•DMF（2），确定其结构并进一步研究它们的生物活性。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 主要参考文献： 1：徐筱杰，唐有祺，晶体工程及其在化学中的应用，无机化学学报，2002,16（2）：157—166 2：姚祝军，现代有机合成化学：选择性有机合成反应和复杂有机分子合成设计，科学出版社，2001,第一版 3：Ball,P,Crystals by design,nature,1996,381,648-649 4：Desiraju,G.R,Crystal Engineering :The design of organic solids,Elserier,Amsterdam,1989
同类课题研究水平概述
- 当前通过国内外的许多著名的化学家的共同努力，通过超分子组装和电荷转移作用原理的统一观点，以具有光、电、热、磁等物理功能在材料和信息等高新技术中有应用前景的金属配合物体系为导向，重视合成化学、固体物理、材料科学和生物科学等其它学科的相互交叉，开展了系统应用性基础研究并取得了惊人的成果。 主要创新性成果为： 组装了配合物为基块的类硅酸盐型开孔沸石及其空间结构多样的三维配位聚合物；利用单一手性的配体为构筑块，组装了第一个光学活性的奎特宁镉类沸石，它能选择性地有效拆分（S）-2-丁醇。该成果被《德国应用化学》选为热点文章，超分子化学家Zaworotko和Janiak分别在专论中高度评价了该成果，指出：“熊仁根等展示了他们获得的手性微孔聚合物可以从消旋2-丁醇中得到几乎百分之百光学活性的产物”。 从配体和金属间电荷转移观点，发现了一些高稳定的金属有机发光固体；从激发态量化计算深入阐明了光解反应的机理。从亲核取代理论上对四方平面顺式铂抗癌药物水解机理作了完整阐明。 基于电子给体和受体作用，发展了新的双金属导电配合物合成方法，获得了新型多核，大环及一维杂化半导体金属；新的低毒、稳定的III-V族半导体金属有机化学气相沉积前体物。应邀在《过渡配位化学进展》一书中撰写专章。 从晶体对称性观点，设计组装了一系列新的∧型和聚合非线性光学和光限制配合物；E. Coronado在《化学评论》中指出：“应用无机有机杂化的观点，游效曾等将具有最大倍频效应的半氰染料和多酸阴离子结合起来，形成了具有二阶非线性光学活性的非中心对称配合物”；发展了一种新的宏观c(2)系数和电荷转移机理的量子化学计算方法。 以磁体晶体工程为主线合成了新型的多核磁性配合物，发现了二维有序铁磁性叠氮铜配合物；筛选出了具有明确晶体结构的热诱导自旋转换铁(II)配合物。研究成果被国际著名磁化学家 Khan、Gütlich和Sato多次引用和好评。
