铟—二乙三胺五乙酸配合物的合成与表征

马 睿，刘春玲

(沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳 110159)

铟(Indium，In)属于元素周期表中的第三族(ⅢA)，是一种稀散金属元素。近年来，随着科技的进步，铟及其化合物的应用领域日趋扩大，其中放射性稀散金属离子111InⅢ的配合物由于能发射出特殊的射线，具有合适的半衰期和适中的能量等优点，在肿瘤的定向诊断和定向治疗方面引起国内外的广泛关注［1－3］。氨基多羧酸类配体是一类含有氮和氧混合配位原子的化合物，是配位能力很强的金属离子螯合剂，其与一些放射性金属离子形成的配合物在核医学显影剂和放疗药物方面得到广泛的应用［4－5］。定向治疗是药物的主要成分选择性地与癌细胞发生反应，而对正常细胞仅有较小或没有毒副作用，且药物发挥作用后能迅速从体内排除［6－8］。本文以二乙三胺五乙酸为配体，合成出可用于分子修饰研究的稀散元素铟与氨基多羧酸类配体(dtpa)形成的配合物，为进一步开发肿瘤的定向诊断试剂和定向治疗药物提供理论基础和实验依据。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

高纯铟粒(上海化学试剂厂);硝酸(沈阳，分析纯);二乙三胺五乙酸(上海市放射医学研究所，化学纯);碳酸氢钾(沈阳，分析纯)。红外光谱仪为Shimadzu-IR408型;四圆衍射仪为Enraf-Nonius CAD4型。

1.2 In(NO3)3·3H2O 的制备

称取2g纯铟粒溶于7.5mL浓硝酸中，摇晃锥形瓶，间歇水浴加热，铟粒溶解后浓缩，于室温静置得产物，产物用砂式漏斗、少量乙醇洗涤抽滤干燥。

1.3 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O配合物的合成

将0.010mol(3.93g)的dtpa(二乙三胺五乙酸)溶于含有0.050mol(5.00g)KHCO3的50mL水溶液中，加热并通入N2，赶走CO2后，滴加含有0.010mol(3.54g)In(NO3)3·3H2O的50mL水溶液，搅拌1h后，浓缩到25mL，在室温下放置一周后有无色晶体析出。

1.4 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的红外光谱测定

将dtpa配体和K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O配合物分别与KBr研磨压片，在红外光谱仪上测其红外光谱。

1.5 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的结构测定

切取大小为0.15mm×0.30mm×0.40mm的晶体，在X－射线四圆衍射仪上进行数据收集，用MoKα射线(λ =0.071073nm)、ω-2θ扫描方式、温度 T=299±1K、在 9.0°＜2θ＜50°范围内共搜集3403个独立衍射数据，其中2802个为可观测衍射点［I＞3.0σ(I)］。全部强度数据经过LP因子校正及经验吸收校正，得到如下晶体学参数:R=0.035，Rw=0.041，a=0.9781(2)nm，b=0.7338(1)nm，c=2.9629(6)nm，β =91.81(3)°，V=2.1266(1)nm3，Z=4，M=606.31，Dx=1.895g/cm3，μ =1.3821mm－1，F(000)=1228。所有计算工作在PDP11/44和PentiumMMX/166计算机上用SHELXTL-PC程序完成。

2 结果与讨论

2.1 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O配合物的组成

K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的元素分析结果(%):K=6.47，In=18.91，C=27.75，H=4.33，N=6.90。按化学式 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 的计算结果(%):K=6.45，In=18.94，C=27.73，H=4.32，N=6.93。通过对比可知配合物的元素分析测试结果和计算结果比较一致。

2.2 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的红外光谱

K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物和 dtpa配体的红外光谱如图1所示。配体的v(C-N)的1132cm－1在 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物中红移至1098cm－1，表明配体中氮原子与铟离子配位;配体vas(COOH)的1705cm－1羰基峰在配合物中明显红移至1620cm－1，推测为dtpa中有未参与配位的自由羧酸基;配体Vs(COO)的1340cm－1在配合物中紫移至1370cm－1，表明羧基氧原子与铟离子已经配位;在3400cm－1附近有宽峰，是水分子的羟基伸缩振动，说明配合物中有水分子。

2.3 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的结构

K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O 配合物的结构及在单位晶胞中的排列分别如图2和图3所示。部分键长和键角列于表1中。从图2可看出整个分子由三部分组成，即配合物中心的配离子、自由羧酸基和配电离子。

图1 红外光谱

InⅢ的离子半径和电子结构分别为0.094nm和d10，根据理论分析推断，InⅢ与氨基多羧酸类配体形成的是七配位结构的配合物。为获得用于定向修饰的配位结构，选择八齿配体二乙三胺五乙酸(dtpa)与InⅢ反应，以便得到一个可用于修饰的自由羧酸基团。由结构可知达到了预期的目的，配合物离子［InⅢ(Hdtpa)］－中确实存在一个可用于修饰的自由羧酸基团。中心配合物配离子中的一部分是一个以InⅢ离子为中心的七配位面冠三方柱体结构;［InⅢ(Hdtpa)］－配离子中的另外一部分是未参与配位的自由羧酸基(－CH2COOH)，由于H+离子的作用，C9-O10的键长［0.1319(6)nm］远远长于 C9-O9的键长［0.1194(6)nm］，这部分用化学方法进行修饰变成酰氯(－CH2COCl)后即可与含有氨基(－NH2)等定向基团的生物大分子 (如对侵染部位抗原有高度特异性亲和能力的单克隆抗体等)相接［6］，形成具有定向功能的配合物药物分子，即定向放射性抗肿瘤药物。

图2 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O配合物的分子结构

图3 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O在单位晶胞中的排列

图3显示单位晶胞中有4个配合物分子。

表1 K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O的部分键长(nm)和键角(°)

3 结论

合成了InⅢ与Hdtpa4－的配合物，经X射线四圆衍射仪进行单晶结构分析，确定其组成为K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O。［InⅢ(Hdtpa)］－配离子中In与3个N和4个O构成七配位面冠三方柱体结构。配合物K［InⅢ(Hdtpa)］·3.5H2O的配离子［InⅢ(Hdtpa)］－提供了可用于定向修饰的自由的羧酸基(－CH2COOH)，为进一步开发出定向放射性抗肿瘤药物提供了基础。

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