3-羟基金刚烷-1-羧酸的全面表征：一种结合光谱学、拓扑学、药代动力学分析及ADME评估的方法，用于治疗神经退行性疾病

《Journal of Molecular Structure》：Comprehensive Characterization of 3-Hydroxyadamantane-1-carboxylic acid: A Combined Spectroscopic, Topological, Pharmacokinetic Profiling and ADME Approach Targeting Neurodegenerative Disorders

本文合成了两种新型混合配体异构体 Ruthenium(II) 复合物 Y1 和 ZD2，并系统表征其光物理、电化学及量子化学性质。研究显示 Y1 和 ZD2 在 UV-Vis 吸收、荧光量子产率及电化学还原电位方面存在显著差异，分子对接结果表明两者对乳腺癌相关受体 ERα+ 和白血病相关受体 hFR-β 的抑制常数均优于标准药物 Abemaciclib，提示其作为新型抗癌剂的潜力，并探讨了其在生物成像和光学传感器的应用前景。

　　在这项研究中，科学家们聚焦于开发两种新的混合配体异构的钌(II)配合物，它们分别包含单齿的4-咪唑丙烯酸和双氯化三苯基膦，同时通过硫脲或二硫代氨基甲酸基团进行连接。研究采用了综合的实验方法，包括光物理特性、电化学特性和初步的量子化学分析，以评估这些配合物的抗癌潜力。这些配合物被标记为Y1和ZD2，分别对应于硫脲和二硫代氨基甲酸基团。它们的合成过程采用了一锅法，这是一种高效的合成策略，有助于简化实验步骤并减少副产物的生成。

从实验数据来看，Y1和ZD2在紫外-可见吸收光谱中显示出显著的吸收峰，其波长分别为284 nm和373 nm，同时在508 nm和638 nm处也表现出较弱的吸收峰。这些吸收峰的出现表明了配合物中存在π→π*跃迁、配体到金属的电荷转移（LLCT）以及金属到配体的电荷转移（MLCT）等光物理过程。在荧光发射光谱中，Y1和ZD2分别在554 nm和590 nm处显示出强烈的发射带，尽管Y1的荧光量子产率（0.71）高于ZD2（0.36），这可能与其更强的发光能力有关。这一差异可能与两种配合物在电子传递效率和非辐射衰变速率方面的不同有关，从而影响了它们的光物理性能。

进一步的电化学分析显示，Y1和ZD2在电位范围内展现出不同的氧化还原行为。ZD2的还原电位（V）比Y1更负，这可能与其分子结构中硫配体的更强电子供体特性有关。此外，ZD2的电化学活性也比Y1更强，这可能与它在电化学反应中表现出更活跃的氧化还原过程相关。通过循环伏安法和方波伏安法的联合分析，可以观察到配合物在正电位和负电位区域分别表现出不同的电化学行为，这些特性可能与其在生物系统中的行为和潜在应用密切相关。

研究还通过分子对接和密度泛函理论（DFT）计算对Y1和ZD2的抗癌潜力进行了初步评估。结果显示，Y1和ZD2在与雌激素受体α（ERα+）和人叶酸受体β（hFR-β）的结合亲和力方面优于标准药物Abemaciclib。结合能值分别为-160.749和-142.242，以及-144.164和-157.592，表明这两种配合物具有较强的抑制能力。这些结果为它们在抗癌治疗中的潜在应用提供了重要的理论依据。

在分子对接研究中，Y1和ZD2与ERα+和hFR-β的结合模式显示出独特的分子相互作用。例如，Y1通过氢键、碳-氢键和π-π相互作用与ERα+结合，而ZD2则显示出更多的π-硫相互作用和氢键。这些不同的结合模式可能与它们的分子结构和电子特性有关，进而影响其在生物系统中的行为。同时，Y1和ZD2在与这些受体结合时表现出优于标准药物的结合能力，显示出它们在药物设计和开发方面的潜力。

进一步的量子化学计算揭示了Y1和ZD2的电子特性。Y1的电离能（IE）和电子亲和力（EA）分别为6.04 eV和3.76 eV，而ZD2的IE和EA分别为6.29 eV和5.23 eV。这些参数反映了分子的电子供体和受体能力，进而影响其在生物系统中的反应性和结合能力。Y1和ZD2的化学硬度（η）分别为1.14 eV和0.53 eV，表明ZD2具有更强的电子可极化性，可能更容易与生物分子发生相互作用。同时，它们的全球亲电性指数（ω）分别为10.53 eV和31.26 eV，进一步支持了它们作为潜在药物候选物的前景。

此外，分子静电势（MEP）分析揭示了Y1和ZD2中电子富集和电子匮乏区域的分布情况。Y1的负电势区域主要集中在羧基和咪唑环，而正电势区域则主要出现在硫脲基团。ZD2的电势分布则较为分散，主要集中在氯原子附近以及三苯基膦中的磷原子。这些电势分布特征可能与它们在生物系统中的反应性和选择性有关，进而影响其抗癌效果和潜在的生物医学应用。

综上所述，Y1和ZD2作为两种含有硫脲和二硫代氨基甲酸基团的钌(II)配合物，展现出不同的光物理和电化学特性，以及显著的抗癌潜力。这些特性不仅为它们在药物开发中的应用提供了理论基础，还揭示了其在生物成像、光学生物传感器等新兴领域的潜在价值。尽管本研究尚未进行详细的细胞毒性测试和生物活性实验，但通过这些初步分析，Y1和ZD2已被认为是具有前景的生物活性化合物，可能在未来的癌症治疗研究中发挥重要作用。