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吡唑过渡金属配合物以其独特的配位方式,多样化的结构和相对简便的结构修饰受到化学家的广泛关注。其作为一种新型材料在催化,光电和材料科学等领域有着广泛的研究。有相关研究表明,吡唑配体本身有着良好的生物活性,例如TAK-593和LGR1404(R)。然而,吡唑金属配合物在生物活性和潜在医药应用等方面还有待进一步研究。本文利用吡唑配体的特点,设计合成了一些列金(I)和银(I)配合物并且成功地表征到其单晶结构。所合成的配合物的生物性质和潜在的生物应用进行初步的体外实验和探索。 吡唑配体可以对溶液态的金(I)起到很好的固定作用,避免其发生金属间的聚集。而当溶液中存在亲核试剂时,具有荧光性质的金(0)/金(I)金属簇或者聚集物很容易就形成。这种由于聚集而诱导发光的现象我们称之为聚集诱导效应(AIE),发光归属于分子分子间Au-Au亲金属弱作用。利用这一有趣的现象,设计合成了一个金(I)配合物1并首次发现这种配合物可以作为一个―turn-on‖的荧光探针用于检测含有硫醇基团的生物小分子(半胱氨酸)。在体外试验中证明了所合成的金(I)配合物1可以高灵敏性地和高选择性地检测半胱氨酸,并且对其pH值对其发光的影响也作了研究。 通过电子扫描显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和共聚焦荧光显微镜(CLFM)对配合物1和半胱氨酸反应之后的混合物进行研究,发现混合物中存在着两种不同尺寸级别的颗粒(~5 um的玫瑰花状颗粒和具有荧光性质的~300 nm纳米颗粒)。X-射线光电子能谱(XPS)和能量色散谱(EDS)数据表明两种颗粒的组成成分也有所不同,其中花瓣状的有机微球不含金成分而纳米级别的荧光颗粒含有金(I)和金(0)成分,而在质谱(ESI-MS)的数据分析中也证实了配合物1与半胱氨酸作用以后形成了以Au-Cys化合物为主要成分的聚合物。有趣的是,超声震动可以对金纳米颗粒的外部形貌造成很大的影响,变成具有―尖刺‖状的高比表面纳米颗粒。这说明这些金纳米颗粒存在着金属性质和金金的金属间弱作用。另一方面,配合物1也被初步证明对半胱氨酸所最后形成的具有花瓣状表面纹路的聚合物也有着一定的影响。 吡唑配体可以作为桥联配体连接不同的金属离子,形成多核金属的络合物。在一般情况下,这些配合物的结构比较坚固且在溶液中可以表现出稳定的性质。在第三章中,利用吡唑桥联配体的特点,设计合成了两个高电荷的和稳定的多核银簇配合物((三核链状配合物[Ag3L4],3和环状四核银簇配合物[Ag4L4],4)。这些配合物都具有阳离子电荷并显示出在水中很好的溶解性。成功地得到并解析吡唑银配合物的单晶结构,由此可知配合物3中银原子呈线性排练且分子内Ag-Ag存在金属间弱作用(距离3.3?),而配合物4分子中存在着4个银原子呈环状框架。在体外的抗肿瘤活性实验中,从MTT法所得IC50数据分析表明配合物3和4与目前临床抗癌药物顺铂相比都表现出更好的抗肿瘤细胞毒性。配合物3和4对HeLa肿瘤细胞48 h的IC50数值分别为5.5和5.3μM。 除了银配合物以外,对第四章节中所合成的包含3,5-bis(3-pyridyl)pyrazolato配体的环状三核金配合物(5)的生物应用也做了初步的探索。我们成功地得到其单晶结构并且对其溶解性做了表征,数据表明,与已经报道过的环状三核金属单元相比,配合物5可以溶于极性溶剂 DMSO,且有着较好的溶解性(~0.5 mg/mL)。这一溶解度的突破使其在生物领域的应用成为可能,该配合物的细胞毒性也将在第四章中做进一步的讨论。 本文利用吡唑配体本身独特的结构特点和与金属的配位模式,探索吡唑金属配合物在生物探针和医药方面的潜在医用。本文对该方向的研究前景做了进一步的展望。