Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Beredning av SNS Kobolt (II) Pincer Modell Komplex av lever alkohol Dehydrogenas

doi: 10.3791/60668 Published: March 19, 2020

Summary

Beredningen av SNS pincer kobolt (II) modell komplex av lever alkohol dehydrogenas presenteras här. Komplexen kan förberedas genom att reagera ligand prekursor med CoCl2·6H2O och kan sedan rekristalliseras genom att låta dietyleter långsamt diffusa till en acetonitril lösning som innehåller koboltkomplexet.

Abstract

Kemiska modellkomplex är beredda att representera den aktiva platsen för ett enzym. I detta protokoll, en familj av tridentate pincer ligand prekursorer (var och en som har två svavel och ett kväve givare atom funktioner (SNS) och bygger på bis-imidazole eller bis-triazole föreningar) metalleras med CoCl2·6H2O att ge tridentate SNS pincer kobolt (II) komplex. Beredning av kobolt(II) modell komplex för lever alkohol dehydrogenas är facile. Baserat på en snabb färgförändring vid tillägg av CoCl2·6H2O till acetonitrillösning som innehåller ligandprekursoren, bildar de komplexa formerna snabbt. Bildandet av metallkomplexet är komplett efter att lösningen kan återloppa över natten. Dessa kobolt(II) komplex fungera som modeller för zink aktiv plats i lever alkohol dehydrogenas (LADH). Komplexen kännetecknas med enkel kristall röntgendiffraktion, elektrospray masspektrometri, ultraviolett synlig spektroskopi och elementär analys. För att exakt bestämma strukturen på komplexet måste dess enda kristallstruktur bestämmas. Enstaka kristaller av de komplex som är lämpliga för röntgendiffraktion odlas sedan via långsam ångdiffusion av dietyleter till en acetonitrillösning som innehåller kobolt(II) komplexet. För kristaller av hög kvalitet sker omkristallisering vanligtvis under en 1 veckas period, eller längre. Metoden kan tillämpas på beredning av andra modellkoordineringskomplex och kan användas i grundutbildningslaboratorier. Slutligen, Man tror att andra kan hitta denna omkristallisering metod för att få enstaka kristaller fördelaktigt för sin forskning.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Syftet med den presenterade metoden är att förbereda små molekylanaloger av LADH för att ytterligare förstå metalloenzymernas katalytiska aktivitet. LADH är ett dimeric enzym som innehåller en kofaktorbindande domän och zink(II) metallinnehållande katalytisk domän1. LADH, i närvaro av co-faktor NADH, kan minska ketoner och aldehyder till sina respektive alkoholderivat2. I närvaro av NAD+kan LADH utföra omvänd katalys av oxidation av alkoholer till ketoner och aldehyder2. Kristallstrukturen i LADH: s aktiva plats visar att dess zink (II) metall centrum är bunden till en kväveatom, som tillhandahålls av en histidin sidokedja och två svavelatomer och erbjuds av två cystein ligands3. Ytterligare forskning har visat att zinkmetallcentrum är ligated med en labile vattenmolekyl, vilket resulterar i pseudo-tetraedral geometri runt metallcentrum4.

Vi har tidigare rapporterat och utnyttjat SNS pincer ligand prekursorer samt metallerade ligand prekursorer med ZnCl2 att bilda Zn (II) komplex som innehåller tridentate ligand föregångare5,,6,7. Dessa ligandprekursorer visas i figur 1. Dessa zink(II) komplex uppvisade verksamhet för stökiometrisk minskning av elektron-fattiga aldehyder och är därför modell komplex för LADH. Därefter har syntes och karakterisering av en serie koppar(I) och koppar (II) komplex som innehåller SNS ligand prekursorer rapporterats8,9,10.

Även OM LADH är en zink (II) enzym, vi är intresserade av att förbereda kobolt (II) modell komplex av LADH för att få mer spektroskopisk information om kobolt (II) analoger av LADH. Kobolt(II) komplex är färgade, medan zink (II) komplex är off-white. Eftersom kobolt(II) komplex är färgade, ultraviolett synliga spektra av komplexen kan erhållas, där information om styrkan i ligand fältet i kobolt (II) komplex kan också samlas in. Genom att använda information från Gaussiska beräkningar och den experimentellt erhållna ultravioletta synliga spektra kan information om ligandfältets styrka härledas. Kobolt(II) är ett bra substitut för zink(II), eftersom båda jonerna har liknande joniska radier och liknande Lewis acidities11,12.

Den presenterade metoden innebär syntetisera och karakterisera modellkomplex för att försöka efterlikna det naturliga katalytiska beteendet hos LADH5,6. Vi har tidigare metallerat en familj av ligand prekursorer med ZnCl2 att bilda zink (II) modell komplex av LADH, som modellerade strukturen och reaktiviteten hos zink aktiv plats i LADH4. Genom flera experiment har dessa pincer ligander visat sig vara robusta under olika miljöförhållanden och har förblivit stabila med en varierad samling av bifogade R-grupper. 5,,6

Tridentate ligander är att föredra jämfört med monodentate ligander, eftersom de har visat sig vara mer framgångsrika med metaller på grund av de starka kelateffekterna av tridentate ligander. Denna iakttagelse beror på en mer gynnad entropia av tridentate pincer ligand bildas i jämförelse med en monodentate ligand13. Dessutom tridentate pincer ligander sannolikt kommer att förhindra dimerization av metallkomplex, vilket gynnas eftersom dimerization sannolikt kommer att bromsa katalytisk aktivitet av en komplex14. Således, med hjälp av tridentate pincer ligander har visat sig framgångsrika i organometallic kemi i utarbetandet av katalytiska aktiva och robusta komplex. SNS pincer komplex har studerats mindre än andra pincer system, som pincer komplex innehåller vanligtvis andra och tredje raden övergång metaller15.

Denna forskning om metalloenzymer kan bidra till att främja förståelsen av deras enzymatiska aktivitet, som kan tillämpas på andra områden inom biologin. Denna metod för att syntetisera modellkomplex jämfört med den alternativa metoden (syntetisera hela proteinet av LADH) är gynnsam för ett antal skäl. Den första fördelen är att modellkomplex är låga i molekylmassa och fortfarande kan exakt representera katalytisk aktivitet och miljöförhållanden hos det naturliga enzymets aktiva plats. För det andra är modellkomplex enklare att arbeta med och producera tillförlitliga och relatable data.

Detta manuskript beskriver syntetisk beredning och karakterisering av två kobolt (II) pincer modell komplex av LADH. Båda komplexen har en pincer ligand som innehåller svavel, kväve och svavel givare atomer. Det första komplexet (4) är baserat på en imidazol prekursor, och den andra (5) är baserad på en triazole föregångare. Komplexen visar reaktivitet för stökiometri minskning av elektron fattiga aldehyder i närvaro av en väte givare. Dessa reaktivitetsresultat kommer att rapporteras i ett senare manuskript.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Syntes av kloro-(n3-S,S,N)-[2,6-bis(N-isopropyl-N'-metyleneimidazol-2-tion)pyridin]kobolt(II)tetraklorkräsokobaltat [4]

  1. För att förbereda komplex 4,tillsätt 0,121 g (3,12 x 10-4 mol) av 2,6-bis(N-isopropyl-N'-metyleneimidazol 2-tia)pyridin (C19H25N5S2)6 till 15 ml acetonitril i en 100 ml rund bottenkolv. Lägg sedan till 0,0851 g (3,58 x 10-4 mol) koboltklorid(II) hexahydrat (CoCl2·6H2O). Reaktionslösningen ska ändra färg från ljusgul till smaragdgrön omedelbart efter att kobolt(II) kloridhexahydrat tillsätts.
  2. Tillsätt en omrörstång i kolven. Återlopp och rör om reaktionen i 20 timmar för att säkerställa fullständig reaktion. Ta bort lösningsmedlet med hjälp av en rotovap under reducerat tryck.

2. Omkristallisering av kloro-(n3-S,S,S,N)-[2,6-bis(N-isopropyl-N'-metyleneimidazole-2-tion)pyridin]kobolt(II)tetrachlorocobaltate [4] genom långsam ångdiffusion

  1. Lös upp lös lös lös i acetonitril (7,5 ml), filtrera lösningen och placera lösningen jämnt i 1 dram injektionsflaska. Fyll varje injektionsflaska med 1,5 ml acetonitrillösning.
    1. Tillsätt bomull till råka över injektionsflaskan, vilket möjliggör långsam ångdiffusion. Montera bomullen ordentligt i öppningen på toppen av flaskan.
    2. Placera injektionsflaskarna i en 240 ml burk som innehåller 50 ml dietyleter. Stäng burken med en keps.
    3. Låt kristallerna växa under en period av 1 vecka.
      Omkristallisering kan ta längre tid än 1 dag.

3. Syntes av kloro-(n3-S,S,N)-[2,6-bis(N-isopropyl-N'-metylenetriazole-2-tion)pyridin]kobolt(II)tetrachlorocobaltate [5]

  1. För att förbereda komplex 5,tillsätt 0,183 g (4,70 x 10-4 mol) av 2,6-bis(N-isopropyl-N'-metylenetriazol 2-tia)pyridin (C17H23N7S2)6 till 15 ml acetonitril i en 100 ml rund bottenkolv. Till denna lösning, tillsätt 0,223 g (9,37 x 10-4 mol) koboltkloridhexahydrat (CoCl2·6H2O). Reaktionslösningen ska ändra färg från ljusgul till kungsblått omedelbart efter att kobolt(II) kloridhexahydrat tillsätts.
    1. Tillsätt en omrörstång i kolven. Återlopp och rör om reaktionen i 20 timmar för att säkerställa fullständig reaktion. Ta bort lösningsmedlet med hjälp av en rotovap under reducerat tryck.

4. Omkristallisering av kloro-(n3-S,S,S,N)-[2,6-bis(N-isopropyl-N'-metylenetriazole-2-tion)pyridin]kobolt(II)tetrachlorocobaltate [5] genom långsam ångdiffusion [5] genom långsam ångdiffusion

  1. Lös upp lös lös lös i acetonitril (9,0 ml), filtrera lösningen och placera lösningen jämnt i 1 dram injektionsflaska. Fyll varje injektionsflaska med 1,5 ml acetonitrillösning.
    1. Tillsätt bomull till råka över injektionsflaskan, vilket möjliggör långsam ångdiffusion. Montera bomullen ordentligt i öppningen på toppen av flaskan.
    2. Placera injektionsflaskarna i en burk som innehåller 50 ml dietyleter. Stäng flaskan med ett lock.
    3. Låt kristallerna växa under en period av 1 vecka.
      Omkristallisering kan ta längre tid än 1 dag.

5. Röntgenkristallografi

  1. Montera en kristall på 4 på en nylonslinga. Samla in data på en Rigaku Oxford Diffraction diffractometer. Här samlas röntgendiffraktionsdata in på 173(2) K. Lös kristallstrukturen med hjälp av Strukturlösningsprogram Olex216 och ShelXT17 med hjälp av direkta metoder. Förfina strukturen med ShelXL 18-förfiningspaketet med minsta kvadratminimering.18
  2. Montera en kristall på 5 på en nylonslinga. Samla in röntgendiffraktionsdata på en Rigaku Oxford Diffraction diffractometer. Här samlas röntgendiffraktionsdata in på 173(2) K. Lös kristallstrukturen med hjälp av Strukturlösningsprogram Olex216 och ShelXT17 med hjälp av direkta metoder. Förfina strukturen med ShelXL 18-förfiningspaketet med minsta kvadratminimering.18

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Syntes
Synteserna av komplexen 4 och 5 utfördes framgångsrikt genom att reagera på en acetonitrillösning som innehåller en bis-thione ligand-föregångare med kobolt (II) kloridhexahydrat (figur 2). Denna reaktion inträffade vid en återflödestemperatur i närvaro av luft. I allmänhet observerades komplex 4 och 5 vara lösliga i acetonitril, dimetylsulfoxid, diklormetan och metanol. Complex 4 var grön till färgen och komplexa 5 var blå till färgen. Procentavkastningen för komplexen 4 och 5 var kvantitativ.

Röntgenkristallografi
Enstaka kristaller av komplex 4 och 5 erhölls via en långsam ånga diffusion metod, där föreningarna upplöstes i acetonitril, och dietyleter ånga tilläts långsamt diffusa i varje lösning. Denna omkristallisering metod är ett utmärkt sätt att odla enstaka kristaller för svåra att kristallisera prover. Tabell 1 visar förfiningsdata för de två komplexen, och de enskilda kristallstrukturerna visas i figur 3 och figur 4. Baserat på de enskilda kristallstrukturerna innehåller varje enhetscell två kobolt(II) SNS-tämjare och en [CoCl4]2- motanion. Oxidationstillståndet hos koboltjonet i katjonen och anjonen är Co2+. Kristallstrukturerna i komplexen 4 och 5 har deponerats i Cambridges strukturdatabas (depositionsnummer 1946448 och 1946449).

Båda komplexen visar pseudo-tetrahedral geometri om kobolt (II) metall centrum med ett kväve och två svavel givare atomer samordnas till metall centrum. Dessutom har båda komplexen en tetraklorid mot anion. Co-N och Co-S bindning längder för komplex 4 och 5 är nästan identiska i värde. Co-N-bindningslängden är 2.084(3) Å i 4 och 2.0763(16) Å i 5. Co-S-bindningslängderna i 4 är 2.2927(12) Å och 2.3386(11) Å. På samma sätt är Co-S-bindningslängderna i 5 2.3180(6) Å och 2.3227(6) Å. För komplex 4 och 5liknar bindningslängderna de som tidigare rapporterats19. Co-Cl-bindningslängderna är 2.2256(13) Å i 4 och 2.2116(6) Å i 5.

Kolsvavbindningslängderna 1.710(4) Å och 1.714(4) Å i 4 och 1.693(2) Å och 1.698(2) Å av 5 är likartade för de två komplexen och mellan vad som normalt observeras för C-S enkelobligationer (1,83 Å) och C=S dubbelbindningar (1,61 Å)20.

Som tidigare nämnts innehåller komplexen 4 och 5 båda en tetraklorid mot anion. Kontra-anionEn Co-Cl-bindningslängder för 4 är 2.2709(12) Å, 2.2709(12) Å, 2.2949(11) Å och 2.2950(11) Å. Dessa är jämförbara med komplex 5, som är 2.2737(6) Å, 2.2737(6) Å, 2.2956(6) Å och 2.2956(6) Å. Bindningslängderna för Co-N och Co-S i 4 och 5 är i god samförstånd med Bindningslängderna Co-N(histidin) och Co-S(cystein) i kobolt(II)-ersatt analog av dehydrogenas av leveralkohol. I detta enzym är bindningslängden kobolt-N(histidin) 2,04 Å, och bindningslängderna kobolt-S(cystein) är 2,29 Å och 2,33 Å.21

I komplex 4är N-Co-S-bindningsvinklarna 108,77(10)° och 114,03(10)°, medan de i komplex 5 är 112,58(5) ° och 114,15(5)°. N-Co-S-bindningsvinklarna ligger nära varandra, och eventuella skillnader kan bero på de två komplexens varierande elektronik. N-Co-Cl-bindningsvinklarna i 4 respektive 5 är 107,91(10)° respektive 107,59(5)°. S-Co-S-vinkeln mättes som 99,79(5)° för 4 och 102,78(3)° för 5. Slutligen är S-Co-Cl-bindningsvinklarna för 4 117,98(5) ° och 108,43(5)° och för 5 111,76(3)° och 107,93(3)°.

Tau-4 parametern fastställdes också för komplex 4 och 5. Tau-4 parametern för komplexa 4 är 0,907, och tau-4 parametern för komplexa 5 är 0,94522. Båda tau-4 parametrar är mer konsekventa med tetraedral geometri om kobolt centrum än fyrkantiga planar geometri. Tau-4 parametern för en tetraedral komplex är lika med en, och tau-4 parametern för en fyrkantig planar komplex är lika med noll.

Elementär analys
För att studera bulk renhet 4 och 5, genomgick de omkristalliserade komplexen elementära analyser. Resultaten sammanfattas i tabell 2. Uppgifterna här tyder på att komplexen 4 och 5 är rena, eftersom de beräknade procentsatserna av kol, väte och kväve är i utmärkt samförstånd med de konstaterade procentsatserna av kol, väte och kväve.

Elektrospray masspektrometri
Beredningen av komplex 4 och 5 bekräftades också med hjälp av elektrospray masspektrometri. Elektrospray massspektra samlades in med hjälp av ett direkt flöde injektion. Injektionsvolymen var 5 μL. Data samlades in på ett Agilent QTOF-instrument i positiva och negativa jonlägen. De optimerade förhållandena var följande: kapillär = 3000 kV, kon = 10 V, källtemperatur = 120 °C. För komplexa 4, i positivt jonläge, observerades den molekylära jonen vid m/z = 481,0631. I negativt jonläge observerades [CoCl3]- jon vid m/z 163.8433. För komplexa 5, i positivt jonläge, observerades den molekylära jonen vid m/z 483.0503. I negativt jonläge observerades [CoCl3]- jon vid m/z 163.8413.

Ultraviolett synlig spektroskopi
Komplex 4 och 5 analyserades med hjälp av ultraviolett synlig spektroskopi för att få ytterligare insikt om den elektroniska miljön i komplexen. Komplex 4 och 5 upplöstes i acetonitril för att bilda separata lösningar. Komplexa 4 var 1,0 x 10-4 M i koncentration och komplexa 5 var 9,2 x 10-4 M i koncentration. Komplex 4 uppvisade tre toppar i det synliga området vid 680 nm (ε = 1300 M-1cm-1), 632 nm (ε = 1100 M-1cm-1), och 589 nm (ε = 1200 M-1cm-1). Komplex 5 uppvisade fyra toppar i det synliga området vid 682 nm (ε = 1300 M-1 cm -1), 613 nm (ε = 850 M-1cm-1), 588 nm (ε = 790 M-1cm-1), och 573 nm (ε = 820 M-1cm-1).-1

Figure 1
Figur 1: SNS pincer ligand prekursorer som tidigare använts. Ligand prekursorer baserade på bis-imidazol och bis-triazole moieties. (A)R = iPr, (B) R= neopentyl, (C) R = N-butyl. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Syntes av komplexen 4 och 5. Syntetiskt schema för att förbereda komplex 4 och 5. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Fast tillståndsstruktur för komplex 4. Solid-state enda kristallstruktur av komplex 4. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Fast tillståndsstruktur för komplex 5. Solid-state enda kristallstruktur av komplex 5. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: Ultraviolett synligt spektrum av komplex 4. Ultraviolett synligt spektrum av komplex 4 (1,0 x 10-4 M) i acetonitril. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: Ultraviolett synligt spektrum av komplex 5. Ultraviolett synligt spektrum av komplex 5 (9,15 x 10-4 M) i acetonitril. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

4 5
α/° 90 90
β/° 97.2252(19) 90.770(2)
γ/° 90 90
Volym/Å3 5462.6(2) 4852.0(2)
Z 4 4
ρcalcg/cm3 1.516 1.6
μ/mm 1 11.526 1.56
F(000) 2556 2380
Kristallstorlek/mm3 0,24 × 0,22 × 0,06 0,28 × 0,08 × 0,06
Strålning CuKα (λ = 1,54184) MoKα (λ = 0,71073)
2Θ-intervall för datainsamling/° 7,39 till 142,76 6,596 till 65,254
Indexintervall -26 ≤ h ≤ 29, -8 ≤ k ≤ 8, -39 ≤ l ≤ 31 -27 ≤ h ≤ 28, -17 ≤ k ≤ 13, -33 ≤ l ≤ 32
Reflektioner samlade 10233 21514
Oberoende reflektioner 5235 [Rint = 0,0565, Rsigma = 0,0739] 8079 [Rint = 0,0262, Rsigma = 0,0315]
Data/begränsningar/parametrar 5235/0/312 8079/0/289
Godhet-of-fit på F2 0.978 1.035
Slutliga R-index [I>=2σ (I)] R1 = 0,0529, wR2 = 0,1246 R1 = 0,0398, wR2 = 0,0845
Slutliga R-index [alla data] R1 = 0,0758, wR2 = 0,1361 R1 = 0,0610, wR2 = 0,0964
Största diff. topp/hål / e Å-3 0.99/-0.55 0.59/-0.46

Tabell 1: Tabellformad förfiningsdata för komplex 4 och 5. Röntgenförfining och insamlingsdata för komplex 4 och 5.

Komplexa Calc. % C Hittade % C Calc. % H Hittade % H Calc. % N Hittade % N
4, [C38H50Cl2Co2N10S4][CoCl4]•2[CH3CN] 40.46 40.26 4.53 4.39 13.48 13.17
5, [C34H46Cl2Co2N14S4][CoCl4]•[CH3CN] 35.75 36.20 4.08 4.20 17.37 17.40

Tabell 2: Väsentliga analysresultat för komplexen 4 och 5. Elementära analyser resultat för procent kol, väte och kväve för komplex 4 och 5.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Beredningen av komplex 4 och 5 är facile. Det viktigaste steget är att lägga till den solida CoCl2·6H2O till en acetonitrillösning som innehåller respektive ligandprekursor. Lösningen blir mörkgrön inom några sekunder efter tillsatsen av CoCl2·6H2O för att bilda komplex 4. Lösningen blir klarblå efter tillsats av CoCl2·6H2O för att bilda komplex 5. För att säkerställa fullständig reaktion placeras lösningen på återlopps med över natten.

För att odla enstaka kristaller av komplex 4 och 5måste den acetonitrillösning som innehåller komplex 4 eller 5 koncentreras. Komplexen måste lösas upp i en minimal mängd acetonitril för att producera de lösningar som innehåller komplexet så koncentrerat som möjligt. Enstaka kristaller av 4 och 5 odlas genom att lägga acetonitril lösning som innehåller komplexa 4 eller 5 till 1 dram flaskor. Dessa 1 dram injektionsflaska som innehåller en lösning av komplexa 4 eller 5 placeras i en sluten burk som innehöll dietyleter. För att bromsa den hastighet med vilken dietyleter sprids till acetonitrillösningen läggs en bomullstuss till varje 1 dramflaska. Bomullstussen måste vara mycket ombonad för att bromsa graden av diffusion. Användningen av bomull för att bromsa spridningen av dietyleter kan utnyttjas av andra att växa enstaka kristaller för tuffa prover.

Om koncentrationen av metallkomplexet i acetonitril för omkristalliseringen inte är tillräckligt stark, kommer enstaka kristaller inte att bildas. Produkten efter omkristalliseringsförsöket kan vara en oljig rest. Forskare måste se till att metallkomplexet har en tillräckligt hög koncentration för att enstaka kristaller ska bildas.

Såvitt vi vet har inga andra kobolt(II) ersatt modell komplex av lever alkohol dehydrogenas publicerats i litteraturen. Framtida arbete kommer att fokusera på att jämföra experimentellt erhållna UV-synliga spektra med spektra förutspås av Gaussian beräkningar för att bestämma ligand fältet styrka pincer ligands. Nuvarande arbete i Miecznikowski laboratoriet fokuserar på att förbereda kobolt substituterade modell komplex av lever alkohol dehydrogenas som inte innehåller [CoCl4]2- som motanion. Dessa komplex är för närvarande kontrolleras för minskning av elektronfattiga aldehyder och ketoner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

John Miecznikowski fick ekonomiskt stöd från följande för detta projekt: Connecticut NASA Space Grant Alliance (Award Number P-1168), Fairfield University Science Institute, College of Arts and Sciences Publication Fund, Fairfield University Faculty Summer Research Stipendium, och National Science Foundation-Major Research Instrumentation Program (Grant Number CHE-1827854) för medel för att förvärva en 400 MHz NMR spektrometer. Han tackar också Terence Wu (Yale University) för hjälp med att förvärva elektrospray massspektra. Jerry Jasinski erkänner National Science Foundation-Major Research Instrumentation Program (Grant Number CHE-1039027) för medel för att köpa en röntgendiffractometer. Sheila Bonitatibus, Emilse Almanza, Rami Kharbouch och Samantha Zygmont erkänner Hardiman Scholars Program för att tillhandahålla deras sommarforskning stipendium.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 mL Round Bottomed Flask Chem Glass CG150691 100mL Single Neck Round Bottomed Flask, 19/22 Outer Joint
Acetonitrile Fisher HB9823-4 HPLC Grade
Chiller for roto-vap Lauda L000638 Alpha RA 8
Cobalt Chloride hexahydrate Acros Organics AC423571000 Acros Organics
Diethyl Ether Fisher E-138-1 Diethyl Ether Anhydorus
graduated cylinder Fisher S63456 25 mL graduated cylinder
hotplate Fisher 11-100-49SH Isotemp Basic Stirring Hotplate
jars Fisher 05-719-481 250 mL jars
Ligand ----- ----- Synthezied previously by Professor Miecznikowski
medium cotton balls Fisher 22-456-80 medium cotton balls
one dram vials Fisher 03-339 one dram vials with TFE Lined Cap
pipet Fisher 13-678-20B 5.75 inch pipets
pipet bulbs Fisher 03-448-21 Fisher Brand Latex Bulb for pipet
recrystallizing dish for sand bath Fisher 08-741 D 325 mL recrystallizing dish for sand bath
reflux condensor Chem Glass CG-1218-A-22 Condenser with 19/22 inner joint
Rotovap Heidolph Collegiate 36000090 Brinkmann; Heidolph Collegiate Rotary Evaporator with Heidolph WB eco bath Heidolph Rotary Evaporator
sea sand for sandbath Acros Organics 612355000 washed sea sand for sand bath
Stir bar Fisher 07-910-23 Egg-Shaped Magnetic Stir Bar
Vacum grease Fisher 14-635-5D Dow Corning High Vacuum Grease
vacuum pump for rotovap Heidolph Collegiate 36302830 Heidolph Rotovac Valve Control

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Holm, R. H., Kennepohl, P., Solomon, E. I. Structural and Functional Aspects of Metal Sites in Biology. Chemical Reviews. 96, (7), 2239-2314 (1996).
  2. Ibers, J. A., Holm, R. H. Modeling coordination sites in metallobiomolecules. Science. 209, (4453), 223-235 (1980).
  3. Kannan, K. K., et al. Crystal structure of human erythrocyte carbonic anhydrase B. Three-dimensional structure at a nominal 2.2-A resolution. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 72, (1), 51-55 (1975).
  4. Eklund, H., Brändén, C. I. Structural differences between apo- and holoenzyme of horse liver alcohol dehydrogenase. Journal of Biological Chemistry. 254, 3458-3461 (1979).
  5. Miecznikowski, J. R., et al. Syntheses, Characterization, Density Functional Theory Calculations and Activity of Tridentate SNS Zinc Pincer Complexes. Inorganica Chimica Acta. 376, 515-524 (2011).
  6. Miecznikowski, J. R., et al. Syntheses, Characterization, Density Functional Theory Calculations, and Activity of Tridentate SNS Zinc Pincer Complexes Based on Bis-Imidazole or Bis-Triazole Precursors. Inorganica Chimica Acta. 387, 25-36 (2012).
  7. Sunderland, J. R., et al. Investigation of liver alcohol dehydrogenase catalysis using an NADH biomimetic and comparison with a synthetic zinc model complex. Polyhedron. 114, 145-151 (2016).
  8. Miecznikowski, J. R., et al. Synthesis and characterization of three- and five-coordinate copper(II) complexes based SNS ligand precursors. Polyhedron. 80, 157-165 (2014).
  9. Miecznikowski, J. R., et al. Synthesis, Characterization, and Computational Study of Three-Coordinate SNS Copper(I) Complexes based on Bis-Thione Ligand Precursors. Journal of Coordination Chemistry. 67, 29-44 (2014).
  10. Lynn, M. A., et al. Copper(I) SNS Pincer Complexes: Impact of Ligand Design and Solvent Coordination on Conformer Interconversion from Spectroscopic and Computational Studies. Inorganica Chimica Acta. 495, (2019).
  11. Web Elements. Available from: https://www.webelements.com/zinc/atom_sizes.html (2019).
  12. Web Elements. Available from: https://www.webelements.com/cobalt/atom_sizes.html (2019).
  13. Caballero, A., Díez-Barra, E., Jalón, F. A., Merino, S., Tejeda, J. 1,1'-(pyridine-2,6-diyl)bis(3-benzyl-2,3-dihydro-1H-imidazol-2-ylidine), a new multidentate N-heterocyclic bis-carbene and its silver(I) complex derivative. Journal of Organometallic Chemistry. 617-618, 395-398 (2001).
  14. Albrecht, M., van Koten, G. Platinum Group Organometallics Based on "Pincer" Complexes: Sensors, Switches, and Catalysis. Angewandte Chemie International Edition. 40, (20), 3750-3781 (2001).
  15. Peris, E., Crabtree, R. H. Key factors in pincer ligand design. Chemistry Society Reviews. 47, 1959-1968 (2018).
  16. Dolomanov, O. V., Bourhis, L. J., Gildea, R. J., Howard, J. A. K., Puschmann, H. A complete structure, solution, refinement, and analysis program. Journal of Applied Crystallography. 42, 339-341 (2009).
  17. Sheldrick, G. M. Integrated Space Group and Crystal Structure Determination. Acta Crystallography. 71, 3-8 (2015).
  18. Sheldrick, G. M. Crystal Structure Refinement with SHELXL. Acta Crystallography. 71, 3-8 (2015).
  19. Pauling, L. Metal-metal bond lengths in complexes of transition metals. Proceedings of the National Academies of the Sciences of the United States of America. 73, 4290-4293 (1976).
  20. Trzhtsinskaya, B. V., Abramova, N. D. Imidazole-2-Thiones: Synthesis, Structure, Properties. Sulfur Reports. 10, (4), 389 (1991).
  21. Schneider, G., Eklund, H., Cedergren-Zeppezauer, E., Zeppezauer, M. Crystal structure of the active site in specifically metal-depleted and cobalt substituted horse liver alcohol dehydrogenase derivatives. Proceedings of the National Academies of the Sciences of the United States of America. 80, 5289-5293 (1983).
  22. Yang, L., Powell, D. R., Houser, R. P. Structural variation in copper(I) complexes with pyridylmethylamide ligands: structural analysis with a new four-coordinate geometry index, τ4. Dalton Transactions. 955-964 (2007).
Beredning av SNS Kobolt (II) Pincer Modell Komplex av lever alkohol Dehydrogenas
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Miecznikowski, J. R., Jasinski, J. P., Kaur, M., Bonitatibus, S. C., Almanza, E. M., Kharbouch, R. M., Zygmont, S. E., Landy, K. R. Preparation of SNS Cobalt(II) Pincer Model Complexes of Liver Alcohol Dehydrogenase. J. Vis. Exp. (157), e60668, doi:10.3791/60668 (2020).More

Miecznikowski, J. R., Jasinski, J. P., Kaur, M., Bonitatibus, S. C., Almanza, E. M., Kharbouch, R. M., Zygmont, S. E., Landy, K. R. Preparation of SNS Cobalt(II) Pincer Model Complexes of Liver Alcohol Dehydrogenase. J. Vis. Exp. (157), e60668, doi:10.3791/60668 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter