N2O2配位光学活性氨基酸醇受体中性Cu(II)配合物的合成、结构及光谱学研究：理论与实验的协同探索

本研究针对光学活性氨基酸醇衍生物与Cu(II)的配位机制展开，通过合成三种新型Schiff碱Cu(II)配合物，结合X射线衍射、TDDFT理论计算及EPR等技术，揭示了其扭曲四方锥几何构型（τ≈0.3）及电子激发特性。该工作为设计生物相容性铜基催化剂和诊断探针提供了理论依据，发表于《Polyhedron》。

　　

在生命科学和材料化学的交叉领域，光学活性氨基酸醇因其独特的生物相容性和手性识别能力，成为构建功能性金属配合物的理想载体。这类化合物如缬氨醇（Valinol）、亮氨醇（Leucinol）和苯丙氨醇（Phenylalaninol），不仅是蛋白质折叠的关键调控因子，更在酶催化、神经递质合成中扮演核心角色。然而，如何精准调控其与过渡金属（如必需微量元素铜）的配位行为，进而开发兼具结构稳定性和功能可调性的配合物，一直是学界亟待解决的难题。

针对这一挑战，印度贾达普大学化学系（Department of Chemistry, Jadavpur University）的Amar Hens团队在《Polyhedron》发表了创新性研究。该工作通过将L-型氨基酸醇与吡啶甲醛、水杨醛缩合，构建了系列N₂O₂四齿配体，并成功制备了中性Cu(II)配合物。研究人员采用多尺度表征技术：X射线单晶衍射解析了配体-金属键合模式，电子顺磁共振（EPR）在77 K下证实了轴向对称的²B_1g电子构型，而时间依赖密度泛函理论（TDDFT）计算则揭示了溶液态电子跃迁机制。尤为重要的是，循环伏安实验显示所有配合物在-0.5至+1.5 V电压区间均呈现特征氧化还原峰，暗示其在电化学传感中的潜在应用。

材料与方法

研究以2-甲酰吡啶、水杨醛与L-型氨基酸醇为原料，通过三步反应构建单碱基四齿配体：先形成NNO三齿Schiff碱，经NaBH₄还原后，再与2-溴甲基苯酚缩合。Cu(ClO₄)₂·6H₂O作为金属源，最终产物经元素分析、核磁（¹H NMR）、质谱（ESI-MS）及紫外-可见光谱（UV-vis）验证。

结果与讨论

晶体学数据表明Cu(II)中心呈扭曲四方锥配位（τ参数≈0.3），配体通过吡啶氮、亚胺氮及酚氧原子形成刚性骨架。TDDFT计算与实验光谱吻合，证明可见区吸收带源于配体到金属的电荷转移（LMCT）。电化学测试显示可逆的单电子转移过程，而EPR各向异性信号（g_∥ > g_⊥）支持d_x²-y²基态轨道排布。

结论与意义

该研究不仅建立了氨基酸醇-Cu(II)配合物的构效关系模型，更通过实验-理论联用策略，为开发新型铜基生物标记物（如⁶⁴Cu-PET探针）和抗氧化酶模拟物（如Cu/Zn-SOD）提供了分子设计蓝图。配合物在宽电位窗内的稳定氧化还原特性，暗示其在生物电化学传感器领域的应用前景。研究团队特别指出，这类手性配合物对细胞色素c氧化酶的仿生研究具有启发价值。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容；专业术语如EPR、TDDFT等首次出现时均标注英文全称；研究机构名称按国际惯例翻译并保留英文原名）