本文介绍了肝脏乙醇脱氢酶的SNS钳形钴(II)模型配合物的制备方法。该配合物可通过配体前体与CoCl2·6H2O反应制得，随后将乙醚缓慢扩散至含有钴配合物的乙腈溶液中，即可实现重结晶。
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本文内容
摘要
摘要
化学模型配合物被用于模拟酶的活性位点。在本实验方案中，一类三齿钳形配体前体（每个配体均含有两个硫原子和一个氮原子供体官能团（SNS），并基于双咪唑或双三唑化合物）与 CoCl2·6H2O 反应，生成三齿 SNS 钳形钴(II)配合物。制备用于模拟肝脏乙醇脱氢酶的钴(II)模型配合物操作简便。当将 CoCl2·6H2O 加入含配体前体的乙腈溶液时，溶液迅速发生颜色变化，表明配合物快速形成。将溶液回流过夜后，金属配合物的生成即告完成。这些钴(II)配合物可作为肝脏乙醇脱氢酶（LADH）中锌活性位点的模型。配合物通过单晶X射线衍射、电喷雾质谱、紫外-可见光谱和元素分析进行表征。为了准确确定配合物的结构，必须测定其单晶结构。适合X射线衍射分析的配合物单晶，通过将乙醚蒸气缓慢扩散至含钴(II)配合物的乙腈溶液中生长获得。为获得高质量晶体，重结晶过程通常需持续一周或更长时间。该方法可推广应用于其他模型配位配合物的制备，并可用于本科教学实验课程。最后，预计其他研究者也会发现这种获得单晶的重结晶方法对其研究具有借鉴意义。
引言
本方法的目的是制备LADH的小分子类似物，以进一步理解金属酶的催化活性。LADH是一种二聚体酶，包含一个辅因子结合域和一个含锌(II)金属的催化域1。在辅因子NADH存在下，LADH可将酮类和醛类还原为其相应的醇类衍生物2。在NAD+存在下，LADH可催化醇类氧化为酮类和醛类的逆向反应2。LADH活性位点的晶体结构显示，其锌(II)金属中心与一个来自组氨酸侧链的氮原子以及两个来自两个半胱氨酸配体的硫原子配位3。进一步研究表明，锌金属中心还与一个易解离的水分子配位，从而在金属中心周围形成伪四面体几何构型4。
我们此前已报道并使用了SNS钳形配体前体，并利用ZnCl2对这些配体前体进行金属化，生成含有三齿配体前体的Zn(II)配合物5,6,7。这些配体前体如图1所示。这些锌(II)配合物对缺电子醛具有化学计量还原活性，因此可作为LADH的模型配合物。随后，一....
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方案
1. 氯-（η3-S,S,N）-[2,6-双(异丙基-N’-亚甲基咪唑-2-硫酮)吡啶]钴(II)四氯合钴酸盐的合成 [4]
- 制备配合物 4：将 0.121 g（3.12 × 10-4 mol）的 2,6-双(N-异丙基-N’-亚甲基咪唑-2-硫酮)吡啶（C19H25N5S2）6 加入 15 mL 乙腈中，置于 100 mL 圆底烧瓶内。随后向该溶液中加入 0.0851 g（3.58 × 10-4 mol）的六水合氯化钴(II)（CoCl2·6H2O）。加入六水合氯化钴(II)后，反应溶液应立即由浅黄色变为翠绿色。
- 向烧瓶中加入搅拌子，加热回流并搅拌 反应液 20 小时，以确保反应完全。然后在减压条件下使用旋转蒸发仪除去溶剂。
2. 通过缓慢蒸气扩散法重结晶氯化物-(n3-S,S,N)-[2,6-双(N-异丙基-N’-亚甲基咪唑-2-硫酮)吡啶]钴(II)四氯合钴酸盐[4]
- 将溶质溶于乙腈（7.5 mL）中，过滤溶液，并将溶液均匀分装至1 dram小瓶中。每瓶加入1.5 mL乙腈溶液。 ....
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结果
合成
配合物4和5的合成通过将含有双硫酮配体前体的乙腈溶液与六水合氯化钴(II)反应成功实现（图2）。该反应在空气存在下于回流温度进行。通常情况下，配合物4和5可溶于乙腈、二甲基亚砜、二氯甲烷和甲醇。配合物4呈绿色，配合物5呈蓝色。配合物4和5的产率均为定量。
X射线晶体学
配合物4和5的单晶通过缓慢蒸气扩散法获得，即将化合物溶解于乙腈中，然后让二乙醚蒸气缓慢扩散进入各溶液。这种重结晶方法非常适合生长难以结晶样品的单晶。表1列出了两种配合物的精修数据，单晶结构分别如
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讨论
配合物4和5的制备较为简便。关键步骤是将固体CoCl2·6H2O加入含有相应配体前体的乙腈溶液中。当加入CoCl2·6H2O后，溶液在数秒内变为深绿色，形成配合物4；而加入CoCl2·6H2O后溶液变为亮蓝色，则形成配合物5。为确保反应完全，将溶液回流过夜。
为了培养配合物4和5的单晶，需要浓缩含有配合物4或5的乙腈溶液。必须将配合物溶解于最小量的乙腈中，以制备尽可能高浓度的溶液。通过将含有配合物4或5的乙腈溶液加入1 dram小瓶中来培养4和5的单晶.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
John Miecznikowski 在本项目中获得了以下机构的经费支持：康涅狄格州 NASA 空间资助联盟（资助编号 P-1168）、费尔菲尔德大学科学研究所、艺术与科学学院出版基金、费尔菲尔德大学教师暑期研究津贴，以及美国国家科学基金会重大研究仪器项目（资助编号 CHE-1827854），该资助用于购置一台 400 MHz 核磁共振波谱仪。他还感谢耶鲁大学的 Terence Wu 在获取电喷雾质谱数据方面提供的帮助。Jerry Jasinski 承认美国国家科学基金会重大研究仪器项目（资助编号 CHE-1039027）为购置 X 射线衍射仪所提供的资金支持。Sheila Bonitatibus、Emilse Almanza、Rami Kharbouch 和 Samantha Zygmont 感谢哈迪曼学者项目为其暑期研究提供的津贴。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 100 mL 圆底烧瓶 | Chem Glass | CG150691 | 100mL 单颈圆底烧瓶，19/22 外接头 |
| 乙腈 | Fisher | HB9823-4 | 色谱纯级 |
| 旋转蒸发仪用冷却器 | Lauda | L000638 | Alpha RA 8 |
| 六水合氯化钴 | Acros Organics | AC423571000 | Acros Organics |
| 乙醚 | Fisher | E-138-1 | 无水乙醚 |
| 量筒 | Fisher | S63456 | 25 mL 量筒 |
| 加热搅拌器 | Fisher | 11-100-49SH | Isotemp 基础型搅拌加热板 |
| 广口瓶 | Fisher | 05-719-481 | 250 mL 广口瓶 |
| 配体 | ----- | ----- | 先前由 Miecznikowski 教授合成 |
| 中号脱脂棉球 | Fisher | 22-456-80 | 中号脱脂棉球 |
| 一打兰样品瓶 | Fisher | 03-339 | 带聚四氟乙烯衬垫盖的一打兰样品瓶 |
| 移液管 | Fisher | 13-678-20B | 5.75 英寸移液管 |
| 移液管吸头 | Fisher | 03-448-21 | Fisher 品牌乳胶移液管吸头 |
| 砂浴用重结晶皿 | Fisher | 08-741 D | 325 mL 砂浴用重结晶皿 |
| 回流冷凝管 | Chem Glass | CG-1218-A-22 | 带 19/22 内接头的冷凝管 |
| 旋转蒸发仪 | Heidolph Collegiate | 36000090 | Brinkmann；Heidolph Collegiate 旋转蒸发仪，配备 Heidolph WB eco 浴槽 |
| 砂浴用海砂 | Acros Organics | 612355000 | 洗涤过的砂浴用海砂 |
| 搅拌子 | Fisher | 07-910-23 | 卵形磁力搅拌子 |
| 真空润滑脂 | Fisher | 14-635-5D | Dow Corning 高真空润滑脂 |
| 旋转蒸发仪用真空泵 | Heidolph Collegiate | 36302830 | Heidolph Rotovac 阀门控制器 |
参考文献
- Holm, R. H., Kennepohl, P., Solomon, E. I. Structural and Functional Aspects of Metal Sites in Biology. Chemical Reviews. 96 (7), 2239-2314 (1996).
- Ibers, J. A., Holm, R. H. Modeling coordination sites in metallobiomolecules. Science. 209 (4453), 223-235 (1980).
- Kannan,....
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重印与许可
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