手性羟脯氨酸和5,7-二氯-8-羟基喹啉配位的亚硝酰钌配合物的合成、结构及光动力学性质研究.pdf

摘要

本论文成功合成并分离出了六种不同构型的亚硝酰钌配合物，利用红外光谱、紫

外-可见吸收光谱、电喷雾电离质谱、核磁共振波谱和X射线晶体衍射技术对其进行

了表征；对不同构型的亚硝酰钌配合物的几何结构、分子轨道、计算光谱及Hirshfeld

表面进行了理论分析；测绘了光照射下不同构型亚硝酰钌配合物的时间分辨红外光

谱及电子顺磁共振波谱，探究了其释放NO的动力学过程；研究了不同构型的亚硝

酰钌配合物对宫颈癌细胞的增殖活性的抑制作用及在细胞体系中光诱导NO释放实

验；利用光谱技术及分子对接软件对亚硝酰钌配合物分子与生物体大分子人血清白

蛋白（HSA）的相互作用进行了探究分析。

本文的主要内容包括：

1.本文介绍了NO的生理学意义，概述了亚硝酰钌配合物在生物学医学研究方

面的应用。

Ⅱ

2.使用[Ru(NO)(HO)Cl]、5,7-二氯-8-羟基喹啉（HqCl）及羟脯氨酸（顺式-

2232

4-羟基-L-脯氨酸（CHYP）或反式-4-羟基-D-脯氨酸（THYP））反应，分离纯化得到

六种混配型亚硝酰钌配合物。采用红外光谱法，紫外-可见吸收光谱法，核磁共振波

谱法，电喷雾电离质谱技术对六种不同构型亚硝酰钌配合物进行了表征，并最终得到

了四种亚硝酰钌配合物的晶体结构。

3.使用量子化学计算程序Gaussian09，根据密度泛函理论（DFT）对四种亚硝

酰钌配合物进行了结构优化，计算模拟并归属了亚硝酰钌配合物的红外光谱及紫外-

可见吸收光谱。优化后的结构表明亚硝酰钌配合物的Ru-N-O键的键角在170°-180°

之间。由Hirshfeld表面分析可知，亚硝酰钌配合物的氧原子和氢原子形成的接触占

据的Hirshfeld表面的百分比较大。

4.利用时间分辨傅里叶变化红外光谱法及电子顺磁共振波谱法，研究了溶液体

系中六种亚硝酰钌配合物在光诱导下释放NO的动力学过程。随着光照时间的增加，

亚硝酰钌配合物的NO释放量逐渐增加。亚硝酰钌配合物具有光诱导NO释放的特

性，并且改变亚硝酰钌配合物的配位方式和配体构型可以影响光诱导NO释放速率。

5.通过选择性NO荧光探针成像技术成功观测和实现了在宫颈癌细胞中光诱导

六种亚硝酰钌配合物释放NO分子。利用CCK-8法检测了不同构型亚硝酰钌配合物

对宫颈癌细胞增殖活性的抑制作用。黑暗环境下，亚硝酰钌配合物

I

Ⅱ

[Ru(NO)(CHYP1)(HqCl)Cl]的IC值为6.63μM，光照条件下的IC为5.54μM；黑

25050

Ⅱ

暗环境下，钌配合物[Ru(NO)(THYP1)(HqCl)Cl]的IC值为1.29μM，光照条件下

250

的IC50为1.19μΜ。光照条件可以提高这两种亚硝酰钌配合物抑制宫颈癌细增殖活

力。

6.使用荧光光谱法，研究了亚硝酰钌配合物与人血清蛋白（HSA）相互作用机

制，六种亚硝酰钌配合物都可猝灭HSA的荧光，猝灭机制都是静态猝灭机制；不同

构型的亚硝酰钌配合物与HSA的结合位点数接近于1；亚硝酰钌配合物-HSA体系

的相互作用力以氢键和范德华力为主。利用AutoDock软件计算模拟了四种亚硝酰钌

配合物与HSA之间的相互作用，可以观察到亚硝酰钌配合物与HSA之间存在氢键

相互作用。利用傅里叶变换红外光谱法研究了六种亚硝酰钌配合物对HSA结构的影

响，数据分析表明与亚硝酰钌配合物结合之后，HSA的结构发生了变化。依据Förster

共振能量转移理论计算了六种亚硝酰钌配合物与HSA之间的相互作用距离，数据分

析表明亚硝酰钌配合物对HSA的猝灭过程