基于噁二唑配体的Co(II)和Ag(I)配合物的合成、表征、Hirshfeld分析及其抗氧化活性

《Journal of Molecular Structure》：Syntheses, Characterization, Hirshfeld Analysis, and Antioxidant Activity of Co(II) and Ag(I) Complexes based on Oxadiazole ligand

本文合成了钴(II)和银(I)的2-(5-吡啶-2-基)-1,2,4-恶二唑-3-基苯胺配合物，通过FTIR、NMR和X射线单晶衍射确认其结构。钴配合物在硝基自由基和超氧阴离子清除中表现较好，IC50分别为24.70±1.65和20.78±2.85 μM；银配合物在三个抗氧化测试中均优于钴配合物，其中超氧阴离子清除IC50为8.74±1.85 μM，显著高于游离配体。研究表明，金属配位结构调控可有效增强抗氧化活性，为设计生物活性金属配合物提供理论依据。

　　

阿马尔·尤斯里（Amal Yousri）、梅纳塔拉·亚瑟（Mennatallah Yasser）、赛义德·M·苏莱曼（Saied M. Soliman）、大卫·B·科德斯（David B. Cordes）、艾丹·P·麦凯（Aidan P. McKay）、哈米达·阿卜杜勒-哈米德（Hamida Abdel-Hamid）、多阿·A·加里布（Doaa A. Ghareeb）、费萨尔·穆罕默德·阿尔卡塔尼（Faisal Mohammed Alkahtani）、萨玛·阿什拉夫（Samah Ashraf）、穆罕默德·萨拉赫·阿尤普（Mohammed Salah Ayoup） 亚历山大大学理学院化学系，埃及亚历山大市

摘要

本文报道了[Co(L)₂Cl₂]·0.25H₂O和[Ag₂(L)₂]_n(ClO₄)_2n配合物与2-(5-(吡啶-2-基)-1,2,4-噁二唑-3-基)苯胺（L）的抗氧化活性，以探讨它们的分子结构、超分子特性及抗氧化性能。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和其他光谱技术以及单晶X射线衍射研究了这些配合物的分子结构。Co(II)配合物呈现离散的八面体结构，而Ag(I)配合物则是一种一维配位聚合物。通过1,1-二苯基-2-吡啶甲酰肼（DPPH）试验、一氧化氮清除试验和超氧阴离子清除试验评估了这两种配合物的抗氧化活性。结果显示，Ag(I)配合物在所有三项试验中均表现出最高的抗氧化活性（DPPH：IC₅₀ = 52.07 ± 1.22 μM；一氧化氮：IC₅₀ = 29.14 ± 1.04 μM；超氧阴离子：IC₅₀ = 8.74 ± 1.85 μM），尤其是在超氧阴离子清除方面表现优异。Co(II)配合物的抗氧化活性也有所增强，尤其是在一氧化氮（IC₅₀ = 24.70 ± 1.65 μM）和超氧阴离子（IC₅₀ = 20.78 ± 2.85 μM）清除试验中。这些发现表明，可以通过调整金属-配体系统来提高抗氧化效率，为设计具有抗氧化功能的生物活性金属配合物提供了理论依据。

引言

杂环化合物在分子设计中广泛应用，并催生了多种商业药物，如普罗沙唑（proxazole）和普莱科纳里尔（pleconaril）[1, [2], [3], [4], [5]]。此外，含氮杂芳香化合物（包括噁二唑）因其生物学应用而受到广泛研究[6]。噁二唑是一种含有两个氮原子和一个氧原子的五元杂环结构[7, [8], [9]，存在多种异构形式[10]。1,2,4-噁二唑因其多样的生物学性质，在药物分子中得到广泛应用[11,12]。这类结构常作为酰胺或酯基团的生物等效替代基团[13]，或作为增强配体结合能力和优化分子构象的芳香连接基团[14,15]。由于这些特性，噁二唑衍生物具有广泛的生物学应用，如抗炎、抗病毒[17]、抗癌[18]等[19, [20], [21]，还包括降低血压[22]。 金属配合物也表现出显著的抗氧化活性，尽管这一领域的研究仍相对有限[23]。金属配合物可作为有效的抗氧化剂[24,25]，具有多种优势，例如能够利用不同的氧化态、研究更广泛的几何结构，并控制配体取代的热力学和动力学[26], [27], [28], [29], [30]。钴配合物因其在多个领域的应用而受到研究人员的关注[31], [32], [33], [34], [35], [36]，部分原因在于钴的成本低于其较重的同类金属[37]。钴对神经细胞中氨基酸和蛋白质的合成以及神经递质的生成至关重要，从而维持身体正常功能[38,39]。另一种在细菌和肿瘤细胞中表现出生物活性的金属是银[40], [41], [42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], [49]，并且在多项研究中显示出显著的抗氧化特性[50,51]。银配合物的效率受多种参数影响，如水溶性、稳定性、亲脂性、氧化还原能力以及银离子释放速率[52]。这些特性可通过选择合适的配体并微调其空间和电子效应来精确调控[52]。银比其他过渡元素更安全，已被用于促进溃疡愈合、皮肤烧伤治疗、改善胃肠道问题以及医疗器械的消毒[52], [53], [54]。 尽管已报道了许多含有噁二唑配体的Co(II)和Ag(I)配合物，但将详细晶体学分析与抗氧化性能评估相结合的研究仍较为有限。特别是，金属配位对噁二唑基体系抗氧化行为的影响尚未得到充分探讨。在本研究中，利用自组装方法合成了两种新的Co(II)和Ag(I)配合物[Co(L)₂Cl₂]·0.25H₂O (1)和[Ag₂(L)_2n(ClO₄)_2n (2)，以2-(5-(吡啶-2-基)-1,2,4-噁二唑-3-基)苯胺（L）作为配体（图1）。通过元素分析、光谱技术（FTIR、UV-Vis、NMR和质谱）以及单晶X射线衍射确认了它们的结构，并将其抗氧化性能与游离配体进行了比较。

材料与方法

傅里叶变换红外光谱（FT-IR）使用Bruker Alpha FTIR光谱仪在KBr颗粒上记录。碳氢氮（CHN）分析使用Perkin Elmer Elemental Analyzer 2400仪器进行。金属含量测定采用Shimadzu原子吸收光谱仪完成。核磁共振（NMR）光谱使用Bruker Avance III HD 600 MHz（AscendTM Magnet）光谱仪在室温下、以DMSO-d₆为溶剂进行测量。分光光度实验使用Optima V-530 UV-Vis光谱仪完成。

合成与表征

噁二唑配体L的Co(II)和Ag(I)配合物通过自组装过程合成。通过元素分析、UV-Vis、FTIR和NMR光谱验证了配合物的结构。与游离配体相比，配合物中FTIR基频带的位置发生了变化，表明配体发生了配位。在游离的L中，ν_N–H峰位于3397和3318 cm^?1，而在配合物1和2中分别移动到3397-3360和3398-3370 cm^?1范围内。

结论

两种新型配合物[Co(L)₂Cl₂]·0.25H₂ (1)和[Ag₂(L)_2n(ClO₄)_2n (2)通过自组装技术合成，其结构通过单晶X射线衍射进行了分析。1是一种单体配位配合物，包含两个双齿噁二唑配体，两个氯离子与Co(II)离子配位；2则是一种聚合物，其中Ag(I)与L作为双齿配体形成四配位，同时还存在一个Ag-N键和一个Ag-C键。

作者贡献

阿马尔·尤斯里（Amal Yousri）：概念构思、监督、资源提供、软件使用、实验设计、数据验证、方法学研究、数据分析及初稿撰写、审稿与编辑。 梅纳塔拉·亚瑟（Mennatallah Yasser）：方法学研究、数据分析、数据分析、初稿撰写、审稿与编辑。 赛义德·M·苏莱曼（Saied M. Soliman）：概念构思、监督、实验设计、数据分析、初稿撰写、审稿与编辑。 哈米达·阿卜杜勒-哈米德（Hamida Abdel-Hamid）：概念构思、监督、实验设计。 [62a,62b,62c,62d,62e] 阿马尔·尤斯里（Amal Yousri）：初稿撰写、资源提供、方法学研究、数据分析、概念构思。 梅纳塔拉·亚瑟（Mennatallah Yasser）：方法学研究、数据分析。 赛义德·M·苏莱曼（Saied M. Soliman）：初稿撰写、监督、软件使用、实验设计、概念构思。 大卫·B·科德斯（David B. Cordes）：审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、软件使用、数据管理。 艾丹·P·麦凯（Aidan P. McKay）：审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、软件使用、数据管理。 哈米达·阿卜杜勒-哈米德（Hamida Abdel-Hamid）：