μ-酚氧桥联异环β-二酮双核铜(II)配合物的超分子自组装分析与电化学传感应用

研究人员针对多核金属配合物结构调控与功能化难题，通过混合配体（β-二酮与8-羟基喹啉）策略设计合成新型μ-酚氧桥联双核Cu2+ 配合物，结合单晶衍射与计算化学揭示其中心对称结构与C-H…π/π…π超分子作用网络，并开发出具有低检测限的 dopamine 电化学传感器，为生物医学检测提供新材料基础。

　　

在配位驱动自组装领域，金属离子作为节点与有机配体协同构建复杂超分子结构已成为前沿热点。铜(II)离子因其独特的d⁹
电子构型和可变配位几何，尤其适合构筑功能化多核配合物。然而，如何精准控制双核铜中心的间距与取向，并赋予材料特定功能（如电化学传感），仍是亟待解决的科学难题。传统β-二酮配合物虽结构多样，但受限于配体刚性，其超分子作用网络与性能调控空间有限。

针对这一挑战，迈索尔大学的研究团队创新性地将4,4,4-三氟-1-(2-呋喃基)-1,3-丁二酮（TFFB）与8-羟基喹啉（8HQ）混合配体引入Cu²⁺
体系，通过缩合反应成功制备出μ-酚氧桥联双核铜(II)配合物。该成果发表于《Synthetic Metals》，首次揭示了异环β-二酮配体对铜配合物晶体堆积模式的调控机制及其在神经递质检测中的应用潜力。

研究采用单晶X射线衍射(SCXRD)确定分子结构，结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和能量色散X射线分析(EDX)进行组成验证。通过剑桥结构数据库(CSD)比对同类配合物，采用Hirshfeld表面分析量化分子间作用力，并运用密度泛函理论(DFT)、量子理论原子分子(QTAIM)和非共价作用(NCI)指数计算电子结构特征。电化学测试采用循环伏安法(CV)评估修饰电极对多巴胺的响应性能。

结构比较
单晶解析显示该配合物具有中心对称的Cu₂
O₂
菱形核，酚氧桥连导致五元螯合环呈现信封构象。与噻吩/苯基β-二酮铜配合物相比，呋喃环的引入使晶胞参数a轴缩短12%，C-H…O作用占比提高35%，证实杂原子差异显著影响堆积模式。

电化学传感特性
Cu(II)配合物修饰玻碳电极(GCE)在0.67 V处呈现明显的多巴胺氧化峰，检测限达0.28 μM，线性范围覆盖10-800 μM。DFT计算表明酚氧桥的电荷离域特性促进了电子转移，这是高灵敏度的结构基础。

该研究通过"配体工程-结构解析-性能调控"的全链条研究，证实异环β-二酮可有效调控铜配合物的超分子作用网络。其创新性体现在三方面：首次建立呋喃基β-二酮铜配合物的结构数据库比对体系；发现C-H…π与π…π堆叠的协同作用稳定晶体结构；开发的电化学传感器在抗干扰性和稳定性方面优于同类报道。这为设计新型生物传感材料提供了理论依据和方法学参考，特别是在神经退行性疾病标志物检测领域具有应用前景。