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本文首先综述了小分子与DNA相互作用的研究进展,咪唑具有奇特的质子接受性能、共轭酸碱性能及识别配位性能,享有“生命配体”的美誉。在自然界中,咪唑作为一些酶的活性中心功能基团,参与了很多重要的生物化学反应,自然对生命活动起着不可磨灭的作用,因此它所具有的广泛用途及潜在的应用前景引起许多化学工作者的浓厚兴趣。研究咪唑盐小分子与DNA的相互作用不仅有利于探索和开发出新的核酸探针,而且更有助于精细地从分子水平上了解某些抗癌药物的作用机理,进一步阐明一些有毒物的致癌、致畸的分子生物学机理,从而为设计用于临床上更为有效的抗癌药物提供重要的理论指导,另一方面可作为建立测定DNA高灵敏度的分析方法。本论文主要设计合成了1,3-二甲基-4碘代咪唑盐,并利用红外光谱,核磁共振,质谱等测试手段进行表征,同时解析了它的晶体结构,并运用电化学,荧光光谱,对以磷酸缓冲溶液为底物的1,3-二甲基-4碘代咪唑盐自身的电化学性质及与DNA的相互作用做了系统的研究。本论文主要分为四部分: 1.研究小分子与DNA相互作用的意义 本章首先介绍了DNA的结构及性质特点,接着综述了小分子与DNA作用的基本理论,对几类常见的小分子与DNA作用的机理给予详细阐述。本章同时系统地评述了小分子与DNA作用的研究进展,并简要论述了研究小分子与DNA相互作用在分析化学中的应用前景。 2.1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐的合成,表征 按文献方法合成了2.4.5-三碘代咪唑,4-碘代咪唑,然后摸索条件进一步合成1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐,并运用红外光谱,核磁共振,质谱,等对其进行分析表征。 3.解析1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐的晶体结构 在高倍显微镜下,挑选规则、透明的单晶颗粒。单晶结构分析表明,a=6.856(5) A,b=9.618(5) A,c=14.661(5) A,alpha=90.000(5) deg.,beta=97.358(5) deg.,gamma=90.000(5) deg.,最终偏离因子R1=0.0265,wR2=0.0880非氢原子C1,C2,C3,N1,N4成同一平面,而且从结构中我们也可以发现C2与N4键长键角分别为1.3804(0.0044)107.72(0.36);C1与N1键长键角分别为:1.3767(0.0045)108.21(0.37)。 4.探讨1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐与溴化乙锭,DNA的相互作用 以磷酸缓冲溶液为底物,在该溶液中加入一定量的溴化乙锭,采用荧光光谱测定1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐对溴化乙锭的荧光影响,发现:DNA会和1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐发生,使荧光强度显著降低,说明发生了强烈的相互作用:1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐的加入使得嵌入到DNA中的溴化乙锭脱落下来,致使荧光强度降低。接着另取一定浓度的1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐于一定量的磷酸缓冲溶液中,改变加入DNA的浓度,探测1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐与DNA的相互作用,试验结果表明:DNA浓度增大,氧化峰电流减少,而且当1,3-二甲基-4-碘代咪唑盐的浓度相对DNA大时,该作用可能主要以静电作用为主,反之则以插入作用为主。