多核配位化合物內含兩個或兩個以上中心金屬離子的配位化合物。可分為通過配體搭橋將中心離子相聯的橋聯型和金屬離子相互直接相聯的非橋聯型兩類。
基本介紹
- 中文名：多核配位化合物
- 外文名：Polynuclear coordination compound
- 所屬學科：化學
簡介,多核配位化合物的研究進展,多核配位化合物與核酸作用的研究,
簡介
配位化學是近代化學中最活躍的前沿學科之一，但傳統方法多偏重於中心原子的配合物。近來，隨著對生物複雜體系研究的深入，以及許多新型功能配合物的陸續合成，人們對含兩個以上金屬原子的橋聯配合物，通常稱為多核配位化合物，特別是對配合物中的金屬離子之間的相互作用，以及對配體的偕同影響，由於這些體系中金屬離子之間通過電子傳遞所產生的相互以及它們與橋基、端基配體的相互協調和影響，使它們呈現出許多不同於單核配合物的物理功能、化學性質和生物活性。
多核配位化合物的研究進展
多核金屬配合物由於金屬離子與多齒配體之間配位模式的多樣化，所以配合物的定向合成與組裝還存在著巨大的挑戰。儘管如此，近些年來，一些具有順磁離子（包括過渡金屬離子和稀土金屬離子）的配位簇合物被合成出來，尤其是在單分子磁體奇特性質被發現以後，越來越多的研究朝著合成多核簇合物的方向推進。
根據金屬中心離子的種類不同，可以把多核配合物分為同多核配合物和異多核配合物，其中異多核配合物又分為d-d和d-f異金屬配合物。對於同多核配合物來說，目前研究較多的是以含Mn、Fe、Co、Ni、Cu等金屬元素為主的多核簇合物，其中一些簇合物還體現出單分子磁體的性質。
多核配位化合物與核酸作用的研究
研究金屬配合物與核酸的作用方式和機理，探索配合物在抗腫瘤藥物、分子生物學、生物工程技術及其它相關領域的套用多年來一直是生物無機化學家的重要研究內容。隨著對各種單核配合物與核酸作用本質認識的加深川，人們需要更充分地利用配合物結構和性質容易調整的優勢，開拓新的更廣的研究課題；同時，人們也發現以磷酸酯為底物的多種天然金屬酶，如DNA聚合酶I、1P核酸酶、磷酯酶c、鹼性磷酸酯酶、催化性RNA（核酶，ribozyme）等含有兩個或更多個金屬離子，因此，近年來對多核金屬配合物與核酸的作用的研究逐漸增多。
多核配位化合物在與核酸有關的幾個方面的套用狀況如下：
（1）抗腫瘤藥物
60年代Rosenberg等發現順鉑（cis-[pt(NH3)ZCl2]）具有強烈抑制細胞分裂的作用，靶分子主要是核酸，從此掀起了研究小分子金屬配合物與大分子核酸相互作用的熱潮。1979年經美國食品和醫藥管理局（FDA）批准，順鉑成為第一個用於臨床治療某些癌症的金屬配合物藥物。隨後碳鉑等類似配合物也獲得臨床使用批准。但是，這些藥物有一些毒副作用，患者會產生抗藥反應，抗腫瘤譜不廣。其原因在於這些藥物分子太小，只能識別2到3個鹼基部分，特異性不夠高，容易損傷正常細胞的DNA；而且由於小，有利於它們與靶分子結合的作用力也不多；它們與DNA單加合（即只發生脫掉一個Cl的水解而與DNA結合）後，會引起DNA結構變化（從B型變為Z型），變化後的結構與藥物的作用效率降低很多。為了克服這些缺點，近年來多核鉑配合物被嘗試用作抗腫瘤藥物。
（2）核酸結構和功能的手性探針和光探針
以[Ru(phen)3]（phen為鄰菲咯琳）為代表的由三個雙齒配體形成的八面體配合物有兩種旋光異構體，在結合DNA時通常都顯示出一定的對映體選擇性，而且這類配合物有相當豐富的光物理、光化學性質，有希望發展為識別各種DNA結構特徵的手性探針和光探針。單核的這種配合物對映體選擇性一般都較小，如果將兩個手性中心連結在一起，就可能會增大手性識別能力。
（3）核酸切割劑(化學核酸酶)
分子生物學、分析生物化學、遺傳工程、基因療法等諸多前沿領域需要用到各種核酸切割試劑。天然核酸酶的品種、數量、價格和特異性識別的鹼基數（通常為4或6個鹼基）遠不能滿足急速增長的需求。人工合成各種核酸切割劑成為化學家的重要任務。許多天然核酸酶要有金屬離子的激活，因此，人工核酸切割劑中，金屬配合物占了相當大的比重。
將核酸探針與其它能夠水解或光解核酸的試劑連線在一起，讓核酸探針起引導切割反應的作用，是設計核酸切割劑的一種必然的策略。
人工設計合成的雙核稀土配合物催化磷酸二酯鍵水解的速度不亞於單獨的稀土離子。而且，由於配體容易加以化學修飾，有可能提高水解反應的位點特異性。
