新型异靛红芳基腙配体Fe(II)/Cr(II)配合物的合成表征及其在苯乙烯环氧化中的生物活性与催化性能研究

本研究针对肿瘤治疗和绿色催化领域的关键问题，合成了新型异靛红芳基腙配体HLhdzh及其Fe2+/Cr2+配合物（Fe(Lhdzh)2/Cr(Lhdzh)2）。通过光谱学、微生物抑制实验和ctDNA相互作用分析，证实其显著抗肿瘤/抗菌活性及核性效应；在H2O2催化苯乙烯环氧化中获85-88%收率，为开发低成本金属药物和绿色催化剂提供新策略。

　　

在生物医药和绿色化学领域，开发兼具治疗功效与催化功能的多功能金属配合物是当前研究热点。传统金属药物普遍存在肾毒性、耐药性等问题，而工业氧化催化剂常依赖高污染氧化剂。过渡金属如Fe(II)/Cr(II)因其低成本、低毒性和可变价态特性，成为突破这些瓶颈的理想选择。与此同时，异靛红衍生物因其独特的配位能力和生物活性，在金属配合物设计中备受关注。

沙特阿拉伯国王费萨尔大学的研究团队通过将4-羟基水杨醛与3-肼基吲哚-2-酮缩合，设计出新型异靛红芳基腙配体HLhdzh，并进一步与Fe²⁺/Cr²⁺配位合成单核配合物Fe(Lhdzh)₂和Cr(Lhdzh)₂。研究通过元素分析、紫外-可见光谱等技术确认结构，系统评估了其抗肿瘤、抗菌活性及与ctDNA（小牛胸腺DNA）的相互作用机制，同时考察了其在H₂O₂催化苯乙烯环氧化中的性能。相关成果发表于《Bioorganic Chemistry》。

关键技术包括：1）配体与金属配合物的合成与光谱表征；2）针对6种微生物和3种肿瘤细胞系（具体类型未说明）的活性测试；3）通过紫外光谱和粘度法分析ctDNA结合特性；4）DPPH（二苯基苦基肼基自由基）和SOD（超氧化物歧化酶）抗氧化实验；5）GC-MS（气相色谱-质谱联用）监测苯乙烯环氧化反应。

主要研究结果

结构表征
微元素分析和红外光谱证实配合物为单核结构，配体通过亚胺氮和羰基氧与金属配位。Fe(Lhdzh)₂的摩尔电导率表明其为非电解质，而Cr(Lhdzh)₂显示1:2电解质特性，暗示不同配位环境。

生物活性
核性效应显著增强活性：Fe(Lhdzh)₂对测试微生物的抑制直径达18-22 mm，优于游离配体（12-15 mm）。抗肿瘤实验中，Fe(Lhdzh)₂对未指明癌细胞的IC₅₀为28 μM，较配体降低40%。抗氧化测试显示配合物SOD模拟活性达70-75%。

ctDNA相互作用
结合常数（K_b = 3.5-4.2 × 10⁴ M^-1）和负ΔG值表明自发结合，粘度增加62-68%支持部分嵌入作用。Fe(II)配合物因d电子构型更易发生配体-to-DNA电荷转移。

催化性能
在85°C、H₂O₂为氧化剂时，Fe(Lhdzh)₂催化苯乙烯环氧化产率达88%（5小时），Cr(Lhdzh)₂为85%。EPR（电子顺磁共振）证实Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原循环是关键催化步骤。

结论与意义
该研究首次报道了异靛红芳基腙-Fe(II)/Cr(II)配合物的双功能特性：1）通过核性效应增强生物活性，为克服传统金属药物缺陷提供新思路；2）作为高效均相催化剂，实现温和条件下的绿色氧化。特别值得注意的是，Fe(Lhdzh)₂在抗癌和催化中均优于Cr(Lhdzh)₂，这与其d⁶电子构型促进配体场稳定化和氧化还原循环有关。研究为"金属药物-催化剂"一体化设计提供了范例，后续可拓展至其他过渡金属体系。