基本信息
- 項目名稱：
- 新型光功能有機金屬配合物的結(jié)構(gòu)及其與DNA生物活性研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 配位超分子化學(xué)以分子間由非共價的弱相互作用結(jié)合而成的多分子體系為研究對象,是化學(xué)科學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要擴展,使化學(xué)由專門研究共價鍵和由此形成的多原子集聚體拓展到研究共價鍵與非共價弱相互作用共存時的復(fù)雜體。具有這類結(jié)構(gòu)的化合物已經(jīng)在功能材料和生命現(xiàn)象的研究與開發(fā)中顯示了強大的生命力。
- 詳細介紹：
- 本研究利用吡啶酰胺類配體分子與過渡金屬Zn Cd合成配位超分子化合物，確定其結(jié)構(gòu)并進一步研究它們的DNA生物活性。 另一方面，由于生物體內(nèi)的靶分子對于DNA探針具有選擇性，以該類配合物為DNA探針，探討它們與DNA作用的生物活性機理，為進一步解釋該類配合物的功能性質(zhì)提供有力的證據(jù)。 另外，還可以從中得到化合物的化學(xué)組成比例，對稱性以及原子或分子在三維空間的排列、堆積情況。事實上，單晶結(jié)構(gòu)分析是目前諸多固態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法中，可以提供信息最多、最常用的研究方法。方法能夠比較清楚、全面地了解其空間結(jié)構(gòu)。 只有充分了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，才能深入認識和理解物質(zhì)的性能，才能更好地改進化合物和材料的性質(zhì)與功能，設(shè)計出性能優(yōu)良的新化合物和新材料。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 不同的金屬離子具有不同的配位能力和配位構(gòu)型，選擇不同角度、長度的有機配體，可以得到各種含金屬的體系。由于金屬離子及抗衡的陰離子種類較多、可作為配體的有機化合物數(shù)目巨大，再加上配體配位時的異構(gòu)現(xiàn)象、配體間的相互作用等因素使最終的配位超分子化合物的數(shù)量難以計算。我們首先考察配體結(jié)構(gòu)、平衡陰離子等因素對組裝配位超分子結(jié)構(gòu)的影響。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 科學(xué)性： 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和性能，物理化學(xué)性質(zhì)和性能是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的反映。 先進性幾獨特之處： 單晶結(jié)構(gòu)分析可以提供一個化合物在固態(tài)中所有原子的精確空間位置，從而為化學(xué)、材料科學(xué)和生命科學(xué)等研究提供廣泛而重要的信息，包括原子的連接形式、分子構(gòu)象、準確的鍵長和鍵角等數(shù)據(jù)。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 吡啶酰胺類配體與生物密切相關(guān)的d族金屬的作用被廣泛地研究，與d族金屬的相互作用中與銅的相互作用研究的最多。在無數(shù)金屬蛋白加氧酶的電子轉(zhuǎn)移中，Cu(n)是完全的活性中心，此外在那些相互接近的生長素中也包含了銅離子。因此把配位化學(xué)結(jié)合到材料科學(xué)和生命科學(xué)，在信息材料、光電技術(shù)、激光能源、生物技術(shù)等分子光電功能材料方面受到廣泛重視。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 通過對N–(4–甲基苯基)–3–吡啶酰胺的修飾設(shè)計、合成了含酰胺基團的吡啶類配體，其中吡啶酰胺類配體分子中含有易發(fā)生配位作用的吡啶氮、形成氫鍵的酰胺基、形成芳環(huán)堆砌的吡啶環(huán)或苯環(huán)。利用此類配體與過渡金屬Cu合成配位超分子化合物[Cu2L2(CH3COO)4]?CH3CH2OH（1）和[Cu2L2(CH3COO)4]?DMF（2），確定其結(jié)構(gòu)并進一步研究它們的生物活性。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 主要參考文獻： 1：徐筱杰，唐有祺，晶體工程及其在化學(xué)中的應(yīng)用，無機化學(xué)學(xué)報，2002,16（2）：157—166 2：姚祝軍，現(xiàn)代有機合成化學(xué)：選擇性有機合成反應(yīng)和復(fù)雜有機分子合成設(shè)計，科學(xué)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
同類課題研究水平概述
- 當前通過國內(nèi)外的許多著名的化學(xué)家的共同努力，通過超分子組裝和電荷轉(zhuǎn)移作用原理的統(tǒng)一觀點，以具有光、電、熱、磁等物理功能在材料和信息等高新技術(shù)中有應(yīng)用前景的金屬配合物體系為導(dǎo)向，重視合成化學(xué)、固體物理、材料科學(xué)和生物科學(xué)等其它學(xué)科的相互交叉，開展了系統(tǒng)應(yīng)用性基礎(chǔ)研究并取得了驚人的成果。 主要創(chuàng)新性成果為： 組裝了配合物為基塊的類硅酸鹽型開孔沸石及其空間結(jié)構(gòu)多樣的三維配位聚合物；利用單一手性的配體為構(gòu)筑塊，組裝了第一個光學(xué)活性的奎特寧鎘類沸石，它能選擇性地有效拆分（S）-2-丁醇。該成果被《德國應(yīng)用化學(xué)》選為熱點文章，超分子化學(xué)家Zaworotko和Janiak分別在專論中高度評價了該成果，指出：“熊仁根等展示了他們獲得的手性微孔聚合物可以從消旋2-丁醇中得到幾乎百分之百光學(xué)活性的產(chǎn)物”。 從配體和金屬間電荷轉(zhuǎn)移觀點，發(fā)現(xiàn)了一些高穩(wěn)定的金屬有機發(fā)光固體；從激發(fā)態(tài)量化計算深入闡明了光解反應(yīng)的機理。從親核取代理論上對四方平面順式鉑抗癌藥物水解機理作了完整闡明。 基于電子給體和受體作用，發(fā)展了新的雙金屬導(dǎo)電配合物合成方法，獲得了新型多核，大環(huán)及一維雜化半導(dǎo)體金屬；新的低毒、穩(wěn)定的III-V族半導(dǎo)體金屬有機化學(xué)氣相沉積前體物。應(yīng)邀在《過渡配位化學(xué)進展》一書中撰寫專章。 從晶體對稱性觀點，設(shè)計組裝了一系列新的∧型和聚合非線性光學(xué)和光限制配合物；E. Coronado在《化學(xué)評論》中指出：“應(yīng)用無機有機雜化的觀點，游效曾等將具有最大倍頻效應(yīng)的半氰染料和多酸陰離子結(jié)合起來，形成了具有二階非線性光學(xué)活性的非中心對稱配合物”；發(fā)展了一種新的宏觀c(2)系數(shù)和電荷轉(zhuǎn)移機理的量子化學(xué)計算方法。 以磁體晶體工程為主線合成了新型的多核磁性配合物，發(fā)現(xiàn)了二維有序鐵磁性疊氮銅配合物；篩選出了具有明確晶體結(jié)構(gòu)的熱誘導(dǎo)自旋轉(zhuǎn)換鐵(II)配合物。研究成果被國際著名磁化學(xué)家 Khan、Gütlich和Sato多次引用和好評。
