碘代指甲花醌金属配合物的合成、晶体结构解析及抗脑肿瘤活性研究

本研究针对天然羟基萘醌类药物活性不足的问题，通过合成3-碘代指甲花醌（HILW）及其Mn(II)/Co(II)/Cu(II)配合物（ILW-Mn/ILW-Co/ILW-Cu），采用SC-XRD、Hirshfeld表面分析等技术解析晶体结构，发现ILW-Mn和ILW-Cu在单斜晶系P21/n和三斜晶系P-1中的特殊分子堆积模式。MTT/SRB实验证实其对LN18脑胶质瘤细胞具有显著细胞毒性，为开发新型抗癌药物提供了候选分子。

　　

指甲花植物中的2-羟基-1,4-萘醌（HLW）作为天然活性分子，虽具有抗菌、抗炎等特性，但其抗癌效果有限。近年来，通过C(3)位修饰和金属配位增强药理活性成为研究热点。然而，3-碘代衍生物（HILW）及其金属配合物的系统研究仍属空白，特别是晶体结构特征与抗癌机制的关联亟待阐明。

印度浦那大学（Savitribai Phule Pune University）的研究团队通过创新性合成策略，成功制备了HILW及其Mn(II)、Co(II)、Cu(II)配合物。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见光谱、电子顺磁共振（EPR）等技术证实了[M(ILW)₂(H₂O)₂]的配位结构。单晶X射线衍射（SC-XRD）首次揭示了ILW-Mn在P2₁/n空间群和ILW-Cu在P-1空间群的精确分子构型，发现晶体中存在O-H?O、C-H?O和C-H?I三种关键相互作用。通过Hirshfeld表面分析量化了分子间作用力网络。针对LN18人脑胶质瘤细胞的MTT和磺酰罗丹明B（SRB）实验显示，ILW-Mn和ILW-Cu的半数抑制浓度（IC₅₀）显著低于配体HILW，证实金属配位可提升4-7倍抗癌活性。

关键技术包括：1）碘代萘醌的醋酸介质合成；2）配合物的室温配位结晶；3）SC-XRD晶体结构解析；4）密度泛函理论（DFT）计算电子分布；5）体外细胞毒性双检测法（MTT/SRB）。

【结果与讨论】

分子结构特征：晶体学数据显示ILW-Mn中金属中心呈扭曲八面体构型，Mn-O键长2.15-2.19 ?，而ILW-Cu显示典型的Jahn-Teller畸变。Hirshfeld指纹图证实C?I接触占比达12.3%，显著影响分子堆积。

抗癌机制：EPR证实Cu(II)配合物通过类Fenton反应产生活性氧（ROS），诱导LN18细胞线粒体膜电位崩溃。与Co(II)配合物相比，ILW-Cu可激活caspase-8/9凋亡通路，这与Padhye报道的铁配合物机制形成互补。

该研究不仅填补了碘代萘醌金属配合物结构-活性关系的研究空白，更通过多维度表征建立了晶体工程与抗癌效能的关联模型。特别值得注意的是，ILW-Cu对血脑屏障的潜在穿透性（因其脂溶性增强）为治疗恶性脑瘤提供了新思路。研究结果发表于《Innovative Food Science》，为基于天然产物的金属药物设计提供了范式转移。