新型香豆素曼尼希碱锌(II)离子对配合物的晶体结构、DFT及Hirshfeld表面研究：体外抗增殖活性

本研究针对铂类抗癌药物毒性高的问题，设计合成了一种基于7-羟基-4-甲基-8-(1-吡咯烷基甲基)-2H-1-苯并吡喃-2-酮配体的新型阴离子锌(II)配合物[HL]+[ZnLCl2]?。通过X射线单晶衍射、Hirshfeld表面分析和DFT计算揭示了其独特的离子对结构和电子特性，MTT实验证实该配合物对HeLa（宫颈癌）和PC3（前列腺癌）细胞系具有显著抗增殖活性，为开发低毒性锌基抗癌药物提供了新思路。

　　

在抗癌药物研发领域，铂类化合物虽占据主导地位，但其严重的肾毒性和神经毒性限制了临床应用。锌作为人体第二大必需微量元素，因其低毒性、丰富的配位化学特性，成为替代铂的理想候选。特别是具有生物活性的香豆素骨架与锌的协同作用，可能产生"1+1>2"的抗癌效果。然而目前报道的锌配合物多为中性或阳离子型，阴离子锌配合物的研究几乎空白。墨西哥韦拉克鲁斯大学的研究团队通过巧妙设计，将具有抗癌潜力的7-羟基-4-甲基香豆素曼尼希碱配体与锌配位，成功制备出结构新颖的离子对型配合物，相关成果发表在《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》。

研究采用单晶X射线衍射确定分子结构，Hirshfeld表面分析揭示分子间作用力，密度泛函理论(DFT)计算电子结构，并通过MTT法(一种检测细胞存活率的方法)评估体外抗肿瘤活性。

【晶体结构揭示独特离子对构型】
X射线衍射显示该配合物由质子化配体[HL]⁺作为抗衡离子，与四面体构型的[ZnLCl₂]^?单元通过静电作用结合。锌中心同时与去质子化配体的酚氧原子和吡咯烷氮原子配位，这种罕见的"配体既作配体又作抗衡离子"的设计为后续结构优化提供了模板。

【Hirshfeld表面解析分子相互作用】
表面分析表明C-H···Cl和N-H···Cl氢键是稳定晶格的关键作用力，这些弱相互作用可能影响化合物的溶解性和生物利用度，为剂型改良提供理论依据。

【DFT阐明电子结构特征】
理论计算显示配体到金属的电荷转移显著改变了前线分子轨道分布，HOMO(最高占据分子轨道)主要定域在配体芳香体系，LUMO(最低未占分子轨道)则集中在锌中心，这种电子分布可能增强与生物靶点的相互作用。

【体外验证抗肿瘤活性】
MTT实验显示配合物对HeLa和PC3细胞的IC₅₀(半数抑制浓度)显著优于游离配体，证实锌配位可增强生物活性。尤其对雄激素非依赖性前列腺癌PC3细胞的效果，为治疗难治性癌症提供了新选择。

该研究首次系统表征了香豆素曼尼希碱阴离子锌配合物的结构-活性关系，突破传统中性/阳离子锌配合物的设计局限。理论计算与实验验证相结合的研究策略，不仅阐明分子识别机制，更建立锌配合物电子参数与生物活性的关联模型。这些发现为开发低毒性、高选择性的金属抗癌药物开辟新途径，特别对解决铂类药物耐药性问题具有启示意义。团队提出的"离子对型锌配合物"设计理念，可拓展到其他生物活性配体体系，推动金属药物化学向多元化方向发展。