咪唑类及磺胺类药物配体修饰的多酸配合物的设计合成、性质与药效学效应的研究

运用分子设计和晶体工程思想，进行材料的复合、组装、杂化、设计合成具有优良理化性能的功能材料是无机化学研究热点之一。.本课题选用咪唑及其衍生物、磺胺类等药物作为配体，以Ni2+、Cu2+、Co2+、Fe3+、Mn2+、Cr3+、Zn2+等过渡金属为组装基元、多金属氧酸盐作建筑块，用水热法或溶液法合成结构新颖的新物质，探索研究此类配体的键合规律，实现新配合物的设计。制作动物模型，从药效学和毒理学等方面初步阐明所合成配合物的生物活性和药理活性，通过研究进一步揭示配体-结构-性能（磁性、电化学性质、热稳定性）-药效四者的关系，最终筛选出具有自主知识产权的一类功能材料和新型药物，为其设计合成提供新思路，该项研究对人类健康水平提高具有积极的作用，同时对科学的发展有极大的贡献。因此，具有重要的理论与实际意义。

用常规溶液法和水热法合成了七个系列38种咪唑及其衍生物修饰的多金属氧酸盐、1种磺胺修饰的硅钨多酸盐和九个系列75种其它含氮有机配体修饰的多金属氧酸盐单晶，详细研究了Keggin结构磷钼系列、{P2W18O62}系列、锶修饰的{P4Mo6}系列和碱土金属修饰的{P6Mo18}系列多酸盐的合成条件，解析了其晶体结构，测试了部分合成配合物的电化学、电催化、磁学性质、热稳定性和催化活性，发现[(CuO6)(As3O3)2Mo6O18][imi]2和[{Cu(imi)2}3As3Mo3O15]·H2O两种化合物对碳酸乙烯酯水解具有很高的催化活性，且表现出非均相催化特点；(C2N2H10)5[(P4Mo6O25(OH)6)2Co]等七种化合物对阿司匹林的合成具有催化活性，且水杨酸的转化率随化合物的比表面积增大而增高，产物的产率及选择性随晶体结构维度的增高而增大，其催化反应机理研究发现：过渡金属修饰的磷钼氧簇合物，质子的可流动性是催化合成阿司匹林的主要原因；簇阴离子表面较大的负电性可以很好地稳定碳正离子反应中间体，从而促进催化反应的进行；碱土金属锶修饰的{P4Mo6}系列对草酸二乙酯的合成具有催化活性，均可再生、重复使用，同时，草酸转化率随化合物中锶含量的增多而增高，含四个锶的高维高核化合物的催化选择性最高、催化活性最好，其催化机理研究表明，{P4Mo6}基POMs的酸性与草酸二乙酯的合成密切相关，且与化合物中锶含量越多，酸性越强，催化活性越好相一致，符合结构设计理念。采用噻唑蓝（MTT）法对所合成的化合物进行筛选，发现咪唑修饰的含锰、钴、镍和锌四种夹心杂多酸H6[Bi2W20M2(OH2)6O70Na4(OH2)14](C3H4N2)2 对人肝癌、人结直肠癌、人胃癌等肿瘤细胞具有较强抑制作用与诱导肿瘤细胞凋亡作用，其毒性低于传统临床使用的化疗药物。此外，还合成了不同形貌的Ag2S、Cu(OH)2、CuO一维纳米材料，对形成机理、形貌及尺寸大小的控制进行了研究，测试了合成材料的储氢性能。该项研究在国内外学术刊物上发表论文46篇，其中被SCI收录36篇，申请国家发明专利5项，获黑龙江省科学技术奖（自然科学）二等奖1项，培养博士毕业生4人、硕士毕业生14人、在读博士1人、硕士生16人。