新型基于苯并咪唑基的席夫碱及其铜(II)配合物：晶体结构、密度泛函理论研究、生物活性与分子对接

《Journal of Molecular Structure》：New Benzimidazolyl based Schiff base and its Cu(II) complexes: Crystal Structure, DFT Study, Biological Activity and Molecular Docking

新型铜配合物合成及多靶点生物活性研究，通过苯并咪唑配体（AB-DHB）与Cu2?、Cl?、Br?配位形成 distorted square planar 构型，证实其具有显著的抗肿瘤（Cu(L)Cl活性最佳）、抗炎（剂量依赖抑制TNF-α/IL-6）、抗真菌（Cu(L)Br活性略优）及抗氧化（配体IC??=1.12×10??）活性，结构表征结合分子对接验证其机制。

　　本研究围绕一种新型的苯并咪唑衍生物配体（4-((2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)乙基亚氨基)甲基)苯-1,3-二醇，简称AB-DHB）展开，重点探讨其与铜（II）离子形成的两种新型配合物的合成、结构表征以及多种生物活性。通过一系列先进的分析手段，包括紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、碳-13核磁共振（¹³C NMR）、氢-1核磁共振（¹H NMR）、扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散X射线光谱（EDX）测量，以及单晶X射线衍射（SCXRD）技术，研究人员成功地揭示了该配体和其铜配合物的分子结构和化学行为。

从SCXRD分析结果来看，AB-DHB配体分子内部和分子之间均存在氢键作用。这种氢键作用不仅影响了配体的构型，也在其与金属离子的配位过程中起到了重要作用。该配体表现出三齿配位特性，能够在金属配合物中形成稳定的结构。在结构表征方面，研究人员发现两种铜（II）配合物（Cu(L)Cl和Cu(L)Br）均具有畸变的四面体结构，这与铜（II）离子的电子结构和配位环境密切相关。铜（II）离子在配合物中的配位方式不仅决定了其几何构型，还对配合物的整体性质产生了深远影响。

在生物活性研究方面，研究人员通过多种实验方法评估了该配体及其铜配合物的潜在药理作用。在抗癌活性方面，采用MTT法对人乳腺癌细胞（MCF-7）进行了细胞毒性测试，结果显示两种铜配合物均表现出显著的抗癌效果。其中，Cu(L)Cl配合物在较低浓度下（50 μg/mL）表现出最高的细胞毒性，其抑制效果超过了游离配体和Cu(L)Br配合物。这一结果表明，铜（II）配合物的结构特性可能对其抗癌活性具有重要影响，尤其是在促进细胞凋亡方面。

在抗炎活性方面，研究人员通过TNF-α和IL-6细胞因子实验评估了该配体及其配合物的抗炎能力。实验结果表明，Cu(L)Cl配合物在较低浓度下表现出显著的抗炎效果，其抑制率高达56.52%。这表明铜（II）配合物可能通过调节炎症相关因子的表达，从而发挥抗炎作用。此外，抗炎活性与配合物的浓度呈剂量依赖关系，进一步支持了其在炎症治疗中的潜力。

在抗真菌活性方面，研究人员采用体外实验方法评估了该配体及其配合物对病原真菌Fusarium oxysporum的抑制效果。实验结果显示，随着浓度的增加，配合物的抗真菌活性显著提高。其中，Cu(L)Br配合物在1.5 mg/mL浓度下表现出略优于Cu(L)Cl配合物的抑制效果（52.65?±?3.37% vs. 50.97?±?3.19%）。这一现象可能与卤素离子（Cl?和Br?）的脂溶性有关，因为卤素离子能够更有效地渗透到真菌细胞膜中，从而破坏其结构，进而抑制真菌的生长。这为开发新型抗真菌药物提供了新的思路。

在抗氧化活性方面，研究人员采用DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）法评估了该配体及其配合物的自由基清除能力。实验结果表明，AB-DHB配体表现出最强的抗氧化活性，其IC??值为1.12?×?10?? g/mL，随后是Cu(L)Cl和Cu(L)Br配合物。这表明，该配体的结构中可能含有较多的羟基，这些羟基能够有效捕捉自由基，从而发挥抗氧化作用。此外，铜（II）配合物的抗氧化能力也受到其结构的影响，尤其是配体与金属离子之间的相互作用。

为了进一步验证这些生物活性，研究人员还进行了分子对接研究。分子对接结果显示，Cu(L)Cl配合物能够与抗凋亡蛋白Bcl-2（2W3L）形成强结合，其结合能为–6.06 kcal/mol。而AB-DHB配体则能够与血红素加氧酶-1（HO-1，1N3U）形成高亲和力结合，其结合能为–7.89 kcal/mol。这些分子对接结果与实验数据相吻合，表明铜（II）配合物和配体可能通过与特定靶点的相互作用，发挥其多靶点的药理作用。

本研究的成果不仅展示了AB-DHB配体及其铜配合物在抗癌、抗炎、抗真菌和抗氧化等方面的多重生物活性，还揭示了其结构特性与功能之间的关系。这些配合物可能在未来的药物开发中具有重要的应用价值，尤其是在癌症治疗和抗炎药物的研究领域。此外，研究还强调了铜（II）离子在形成具有生物活性的金属配合物中的关键作用，以及卤素离子对配合物性质的影响。

在实验方法方面，研究人员采用了系统的方法来合成和表征AB-DHB配体及其铜配合物。合成过程遵循已有的文献方法，通过一系列化学反应逐步构建目标分子。在结构表征方面，紫外-可见光谱（UV-Vis）用于分析配体和配合物的电子结构和吸收特性，傅里叶变换红外光谱（FT-IR）则用于研究分子中的官能团和化学键。碳-13核磁共振（¹³C NMR）和氢-1核磁共振（¹H NMR）用于确定分子的构型和化学环境，而扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散X射线光谱（EDX）则用于观察配合物的形态和元素组成。单晶X射线衍射（SCXRD）技术则提供了精确的分子结构信息，帮助研究人员深入理解配合物的几何构型和配位行为。

在生物活性评估方面，研究人员采用了多种实验方法，包括MTT法、细胞因子实验、DPPH法和分子对接技术。这些方法能够全面评估配合物的生物活性，并揭示其作用机制。例如，MTT法能够评估配合物对细胞增殖的抑制效果，细胞因子实验能够分析其对炎症因子的调节能力，DPPH法则能够评估其抗氧化活性。而分子对接技术则能够预测配合物与特定靶点的相互作用，为后续的药理研究提供理论支持。

此外，研究还强调了实验数据与理论分析之间的相互验证。通过分子对接技术，研究人员能够更深入地理解配合物与靶点之间的相互作用机制，从而为药物设计和开发提供新的思路。例如，Cu(L)Cl配合物能够与Bcl-2蛋白形成强结合，这可能与其促进细胞凋亡的作用有关。而AB-DHB配体能够与HO-1蛋白形成高亲和力结合，这可能与其抗氧化作用密切相关。这些结果不仅为配合物的药理作用提供了分子层面的解释，还为未来的药物开发提供了重要的理论依据。

在实际应用方面，研究人员指出，这些配合物可能在未来的癌症治疗、抗炎药物和抗真菌药物开发中具有重要的应用价值。铜（II）配合物因其独特的结构和化学特性，可能在多种疾病治疗中发挥重要作用。此外，研究还提到，卤素离子的脂溶性可能对配合物的生物活性产生影响，这一发现为开发具有更高生物活性的金属配合物提供了新的方向。

本研究的成果不仅展示了AB-DHB配体及其铜配合物的结构和生物活性，还揭示了其在药物开发中的潜在价值。研究人员希望通过这些研究，能够为未来的药物研究提供新的思路和方法，尤其是在开发具有多靶点作用的药物方面。此外，研究还强调了铜（II）离子在形成具有生物活性的金属配合物中的关键作用，以及卤素离子对配合物性质的影响。

总的来说，本研究通过系统的实验和理论分析，展示了AB-DHB配体及其铜配合物在多种生物活性方面的潜力。这些配合物不仅具有抗癌、抗炎、抗真菌和抗氧化等多种功能，还可能在未来的药物开发中发挥重要作用。研究人员希望通过这些研究，能够为新型药物的开发提供新的思路和方法，并为相关领域的科学研究做出贡献。