新型环钯化单体与二聚体配合物的合成表征及抗菌活性研究：基于[Pd(PPh3)(bhquin)(sac)]的光谱学、分子对接与晶体结构解析

本研究针对环钯化配合物在生物活性与催化领域的应用瓶颈，通过设计合成[Pd(PPh3)(bhquin)(sac)]等新型单核/双核钯(II)配合物，结合IR、1H/31P-NMR、X射线衍射及DFT计算等多维表征，揭示了配体空间构型对分子结构的调控机制。分子对接证实其抗菌潜力，为开发新型金属基抗菌剂提供了理论依据。

　　

在金属有机化学与药物化学的交叉领域，环钯化配合物因其独特的电子结构和配位特性，在抗癌药物开发、催化转化和功能材料等领域展现出巨大潜力。然而，这类化合物的实际应用长期受限于两个关键问题：一是配体空间构型对分子活性的调控机制不明确，二是传统合成方法产率低且结构可控性差。特别是在抗菌药物研发中，随着耐药菌株的持续涌现，开发基于新型作用机制的金属配合物已成为当务之急。

针对这些挑战，来自Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University（伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学）的Zana S. Afandi团队在《Journal of Organometallic Chemistry》发表了创新性研究成果。研究人员以苯并喹啉(bhquin)和糖精(sac)为关键配体，通过精准调控单齿膦(PPh₃)与双齿膦(dppm/dppe/dppp/dppb/dppf)配体的配位方式，成功构建了从单核[Pd(PPh₃)(bhquin)(sac)]到双核[Pd₂(sac)₂(μ-p^p)(bhquin)₂]的系列配合物，系统探索了结构-活性关系。

研究采用四大关键技术：1）桥连配体置换法合成前体[Pd₂(bhquin)₂(μ-sac)₂]，产率提升至91%；2）综合运用电导率测定、元素分析和多核磁共振(¹H/³¹P-NMR)进行结构验证；3）X射线单晶衍射解析空间构型；4）密度泛函理论(DFT)计算与分子对接预测抗菌靶点。

【合成与表征】通过[Pd(bhquin)(μ-Cl)]₂与糖精钠的甲醇反应，高效制备桥连前体1。单晶分析显示配合物2中Pd呈扭曲四方平面构型，bhquin的N原子与PPh₃呈反式排列。双核配合物3-7则呈现配体依赖性构型差异：dppm/dppe/dppp构建的3-5中，一个bhquin的N原子与P原子反式配位，另一个则为C原子反式；而dppb/dppf衍生的6-7则保持N-P反式配位。

【理论计算】DFT计算揭示了配体跨度对分子几何参数的调控规律：随着双膦配体亚甲基链延长(dppm→dppb)，Pd-P键长从2.283?增至2.301?，而Pd-N键长稳定在2.05?左右。这种精确的结构调控为后续功能设计提供了量化依据。

【生物活性】分子对接表明配合物可通过bhquin环插入DNA碱基对，同时sac阴离子与核糖磷酸骨架形成氢键。抗菌实验显示其对革兰氏阴性菌的抑制活性优于阳性菌，其中配合物4对大肠杆菌的MIC达32μg/mL，验证了理论预测。

这项研究通过"配体工程"策略实现了环钯化配合物的精准构筑，建立了从分子设计、结构表征到活性预测的完整研究范式。特别值得注意的是，团队发现双膦配体亚甲基数目可程序化调控分子构型，这为开发靶向性金属抗菌剂提供了新思路。论文中报道的91%高产出率合成路线，以及结合DFT与分子对接的活性预测模型，对推动功能型金属配合物的工业化应用具有重要参考价值。