本發(fā)明屬于銅配合物技術領域，尤其是涉及一種水溶性四配位平面構型銅配合物與制備方法及其應用。

背景技術：

磷酸酯及其衍生物廣泛地存在于各種生物分子中，它們的酯基轉移過程在生命活動中起了不可替代的作用。在機體內(nèi)，很多磷酸酯酶參與到熱力學穩(wěn)定性很高的磷酸酯鍵裂解的過程中，因此磷酸酯鍵的斷裂及磷酸酯鍵的重組技術成為了人們研究的核心問題，在分子生物學、基因工程技術和生物化學等方面占有非常重要的地位。

自上世紀中葉，人們發(fā)現(xiàn)一些金屬配合物可以作為化學模擬酶去催化磷酸酯的斷裂，而這一發(fā)現(xiàn)對于醫(yī)藥衛(wèi)生和環(huán)境保護有著重要的啟示和潛在的應用價值?；瘜W核酸酶是由核酸識別結合系統(tǒng)和化學斷裂系統(tǒng)組成的一類人工設計、合成的dna或者是rna定位切割工具。相較之天然核酸酶，化學核酸酶不僅具有酶催化的專一性、高效性，而且能夠在需要的任何位點切割dna或者是rna，有望成為分子生物學、基因工程技術和生物化學等中的新型分子工具，以提高切割效率，增強特異性識別性能。

以人體自身存在的微量元素作為金屬中心的配合物，對身體正常細胞具有較低的毒性。近年來，以微量元素為金屬中心的配合物設計合成是生物無機化學領域的一個非?；钴S地研究熱點。基于此，我們設計合成了一種、四配位平面構型銅配合物。該配合物具有良好的水溶性，能夠以插入方式與小牛胸腺dna發(fā)生相互作用，與bsa也能發(fā)生較強地相互作用。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種水溶性四配位平面構型銅配合物與制備方法及其應用，采用常溫攪拌、室溫緩慢揮發(fā)的合成方法得到目標產(chǎn)物，制備方法簡單可靠。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種水溶性四配位平面構型銅配合物，化學式為[cu(bpma)cl](clo4)，其中bpma為n-甲基-n,n-二吡啶甲基胺。

進一步的，該配合物的結構式為：

進一步的，該配合物屬于單斜晶系，p21/n空間群，晶胞參數(shù)為α＝γ＝90°，β＝115.85(2)°，單胞體積為

進一步的，該配合物的中心離子cu1采取四配位模式，cu1分別與bpma中的n1，n2，n3，以及一個氯離子cl3進行配位，其中cu1-n1，cu1-n2，cu1-n3，cu1-cl3的鍵長分別是該配合物的鍵角β＝n3-cu1-cl3＝167.87(4)°，接近于四邊形平面分布，中心cu1離子到四邊形平面的距離是數(shù)據(jù)表明中心cu1離子幾乎是和四邊形共平面。

本發(fā)明還提供了一種制備如上所述的水溶性四配位平面構型銅配合物的方法，包括如下步驟：

將cucl2·2h2o溶于乙醇中，室溫攪拌下緩慢滴加含有bpma的乙腈溶液，常溫下攪拌均勻，然后滴加naclo4飽和水溶液，繼續(xù)攪拌，然后過濾；濾液置于室溫，緩慢揮發(fā)后得到適于x-單晶衍射的深藍色塊狀晶體，用乙醚洗滌后干燥。

進一步的，所述cucl2·2h2o和bpma的投料范圍為(0.2～0.8mmol)：(0.1～0.5mmol)。

進一步的，所述乙醇為10～20ml。

進一步的，所述含有bpma的乙腈溶液為0.16～0.8ml。

進一步的，所述naclo4飽和水溶液為0.1～0.25ml。

本發(fā)明同時提供了一種如上所述的水溶性四配位平面構型銅配合物或如上所述的制備方法制備的水溶性四配位平面構型銅配合物在制備核酸識別試劑和潛在藥物中的應用。

產(chǎn)物元素分析的實驗值分別為：c37.87％、h3.62％、n10.17％。其中元素分析的理論值分別為:c37.89％、h3.64％、n10.20％。

用kbr壓片的ir光譜分析，該配合物在1607cm^-1處出現(xiàn)很尖的強吸收峰，可指派為bpma配體的c–n伸縮振動峰，在3006cm^-1和2938cm^-1的兩個中等強度的尖銳吸收峰可以指派為bpma的c-h伸縮振動，620～778cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動峰，1084cm^-1的強峰和625cm^-1的中強峰可認為高氯酸根沒有參與配位，與單晶結構相符。

通過配合物與ct-dna相互作用的吸收光譜研究和熒光淬滅實驗證實所述水溶性四配位平面構型銅配合物以部分插入的鍵合方式和dna發(fā)生相互作用。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的水溶性四配位平面構型銅配合物與制備方法及其應用具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明所述的水溶性四配位平面構型銅配合物與制備方法及其應用，制備步驟簡短，常溫攪拌、室溫緩慢揮發(fā)條件下即可得到目標產(chǎn)物，目標產(chǎn)物具有良好的水溶性，能夠以部分插入的鍵合方式和dna發(fā)生相互作用，可以作為潛在的核酸識別試劑，目標產(chǎn)物還表現(xiàn)出了較好的bsa鍵合能力，可以作為潛在的藥物。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物的單元結構圖；

圖2為本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物的紫外-可見光譜示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物在加入不同量的ct-dna后的電子吸收光譜變化示意圖；

圖4為在273k和298k下，加入不同濃度的本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物的eb-dna的熒光淬滅光譜圖；

圖5為本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物在273k和298k下對eb-dna復合物熒光的影響；

圖6為本發(fā)明實施例1所述的水溶性四配位平面構型銅配合物加入不同量bsa后的電子吸收光譜變化示意圖。

具體實施方式

除有定義外，以下實施例中所用的技術術語具有與本發(fā)明所屬領域技術人員普遍理解的相同含義。以下實施例中所用的試驗試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下面結合實施例及附圖來詳細說明本發(fā)明。

實施例1

水溶性四配位平面構型銅配合物的合成：

將0.5mmolcucl2·2h2o溶于15ml乙醇中，室溫攪拌下緩慢滴加含有0.4mmolbpma的0.64ml乙腈溶液，常溫下攪拌4小時，然后滴加0.2ml(4滴)naclo4飽和水溶液，繼續(xù)攪拌半小時，然后過濾；濾液置于室溫，緩慢揮發(fā)后得到適于x-單晶衍射的深藍色塊狀晶體，用乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率為：38％。

水溶性四配位平面構型銅配合物的測試：

1、產(chǎn)物元素分析的實驗值分別為：c37.87％、h3.62％、n10.17％。其中元素分析的理論值分別為:c37.89％、h3.64％、n10.20％，元素分析結果與晶體結構式相符合。

2、紫外-可見光譜分析：如圖2所示，可觀察到有三處峰，202nm為配體之間的π-π*躍遷；254nm為配體到金屬離子之間的n-π荷移躍遷，666nm為金屬離子之間的d-d躍遷。據(jù)朗伯比爾定律a＝εbc可得，三處吸收的摩爾吸光度ε分別為1.5×10³l·mol^-1·cm^-1、1.1×10³l·mol^-1·cm^-1和14.9l·mol^-1·cm^-1，分屬于較強吸收、較強吸收和弱吸收。

3、ft-ir(kbr)：該配合物在1607cm^-1處出現(xiàn)很尖的強吸收峰，可指派為bpma配體的c-n伸縮振動峰；在3006cm^-1和2938cm^-1的兩個中等強度的尖銳吸收峰可以指派為bpma的c-h伸縮振動；620～778cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動峰；1084cm^-1的強峰和625cm^-1的中強峰可認為高氯酸根沒有參與配位，與單晶結構相符。

4、銅配合物的晶體結構測定：

1)實驗過程：

在293(2)k下,選取大小合適的晶體,用經(jīng)石墨單色器單色化的mo-kα射線作為入射光源，以ω-2θ掃描方式收集衍射數(shù)據(jù)。晶體結構用直接法解出，先用差值函數(shù)法和最小二乘法確定全部非原子氫坐標，再用理論加氫的方法得到氫原子位置，最后用最小二乘法對晶體結構進行精修。所有的計算使用shelxs-97和shelxl-97程序包進行。

2)實驗結果：

所述配合物為單核結構，配合物的中心離子cu1采取四配位模式，如圖1所示，cu1分別和bpma中的n1，n2，n3和一個氯離子cl3配位，cu1-n1，cu1-n2，cu1-n3，cu1-cl3的鍵長分別是配合物的鍵角β＝n3-cu1-cl3＝167.87(4)°，α＝n1-cu1-n2＝162.91(6)°，接近于四邊形平面分布。中心cu1離子到四邊形平面的距離是數(shù)據(jù)表明中心cu1離子幾乎是和四邊形共平面。

表1配合物的晶體結構的主要數(shù)據(jù)

表2配合物晶體的主要鍵長、鍵角

5、實施加入不同量的ct-dna，觀察銅配合物的電子吸收光譜變化試驗：

1)實驗過程：

在室溫下，向樣品池和參比池中各加2.0ml緩沖溶液，緩沖溶液用三蒸水配制其中含有50mm的nacl和5mm的tris，然后用鹽酸調至ph＝7.4，然后向樣品池加入一定量體積的配合物溶液，配合物濃度為5.0×10^-4m，并向參比池中補加相應等體積的緩沖溶液。用微量進樣器向樣品池和參比池中加入一定量相同體積的ct-dna儲備液，使ct-dna與配合物的濃度比值不斷增加，ct-dna的濃度為0～3.72×10^-4m，觀察配合物吸收峰的變化。

2)實驗結果：

配合物在202nm處有強的紫外吸收，如圖3所示，隨著ct-dna的逐漸等量加入，配合物的最大紫外吸收強度出現(xiàn)明顯的下降，即出現(xiàn)了明顯的“減色效應”，同時伴隨了紅移現(xiàn)象，紅移距離△λ為7nm。減色率為54.7％，說明配合物在本實驗條件下，以部分插入的鍵合方式和dna發(fā)生相互作用。

6、實施加入不同量的銅配合物，觀察eb-dna的熒光淬滅試驗：

銅配合物本身不產(chǎn)生熒光，采用配合物淬滅eb-dna結合物的熒光，通過研究eb-dna結合物熒光強度的變化來間接測定配合物與dna的結合程度。

1)實驗過程：

配制ct-dna和eb的混合溶液，其含量分別為2.4×10^-6meb和4.8×10^-5mct-dna，儲備于4℃冰箱中。配合物配制成1.0×10^-3m儲備液。淬滅滴定實驗時，向樣品池中加入2.0ml儲備的eb-dna混合液，觀察其熒光強度，然后用微量進樣器每次向樣品池中加入等體積的配合物儲備液，觀察發(fā)射光譜的變化并將數(shù)據(jù)保存以便擬合處理。

2)實驗結果：

銅配合物淬滅eb-dna的熒光光譜如圖4所示，在加入銅配合物后，eb-dna的熒光強度出現(xiàn)明顯的降低，并且隨著銅配合物濃度的增加，其熒光強度逐漸降低，表明銅配合物與ct-dna的競爭結合取代了eb。根據(jù)經(jīng)典的熒光淬滅理論stern–volmer方程式，i0/i＝1+k[q]，以加入銅配合物前后eb-dna的熒光強度比值(i0/i)為縱坐標，銅配合物的濃度為橫坐標，做出了stern–volmer圖即圖5，對測試數(shù)據(jù)進行擬合，得到較好的線性關系。根據(jù)方程keb[eb]＝kapp[complex]，keb＝1.0×10⁷m^-1，其中[eb]＝2.38μm，計算出298k時銅配合物的表觀鍵合常數(shù)kapp為1.62×10⁵m^-1，小于經(jīng)典鍵合常數(shù)10⁷m^-1，說明銅配合物與dna之間為中等鍵合作用。

更進一步分析了在273k和298k下，銅配合物對eb-dna復合物熒光的影響。如圖5所示，銅配合物隨著溫度升高，斜率k增大，說明該銅配合物與eb-dna形成的復合物隨著溫度的升高越來越穩(wěn)定，其熒光淬滅為動態(tài)淬滅機理。

7、實施加入不同量的bsa，觀察銅配合物的電子吸收光譜變化試驗：

紫外-可見吸收光譜法主要是利用血清白蛋白中色氨酸、苯丙氨酸、絡氨酸等氨基酸殘基吸收峰的變化來進行分析的，如果吸收峰在小分子配合物和血清白蛋白作用的前后發(fā)生了變化，則說明小分子配合物和血清白蛋白發(fā)生了作用。由此，我們通過電子吸收光譜研究了銅配合物與bsa的相互作用。

1)實驗過程：

在室溫下，向樣品池和參比池中各加2.0ml緩沖溶液，緩沖溶液用三蒸水配制的濃度為10mmnah2po4/na2hpo4，ph＝7.4，然后向樣品池加入一定量體積的銅配合物溶液并向參比池中補加相應等體積的緩沖溶液。用微量進樣器向樣品池和參比池中加入一定量相同體積的bsa儲備液，使bsa與銅配合物的濃度比值不斷增加，觀察銅配合物吸收峰的變化并將數(shù)據(jù)保存。

2)實驗結果：

由圖6可以清晰地看出，隨著bsa的不斷加入，銅配合物在203nm處的π-π躍遷峰發(fā)生明顯的減色現(xiàn)象并伴有紅移，紅移的距離為6nm；254nm處的荷移躍遷峰幾乎未受bsa濃度增加的影響。說明在本實驗條件下，表明銅配合物與bsa之間發(fā)生了相互作用。

對比例1

將0.9mmolcucl2·2h2o溶于15ml乙醇中，室溫攪拌下緩慢滴加含有0.7mmolbpma的1.12ml乙腈溶液，常溫下攪拌4小時，然后滴加0.25mlnaclo4飽和水溶液，繼續(xù)攪拌半小時，然后過濾；濾液置于室溫，緩慢揮發(fā)后得到適于x-單晶衍射的深藍色塊狀晶體，用乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率為：35％。

結論：得到深藍色固體粉末，未拿到單晶。

對比例2

將0.1mmolcucl2·2h2o溶于15ml乙醇中，室溫攪拌下緩慢滴加含有0.1mmolbpma的0.16ml乙腈溶液，常溫下攪拌5小時，然后滴加0.2mlnaclo4飽和水溶液，繼續(xù)攪拌半小時，然后過濾；濾液置于室溫，緩慢揮發(fā)后得到適于x-單晶衍射的深藍色塊狀晶體，用乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率為：36％。

結論：得到深藍色微晶，不適合x-單晶衍射分析，未拿到其精細結構。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。