不对称硫脲配体钴(II)配合物的结构光谱特性及其对革兰氏阴性菌的显著生物活性研究

研究人员针对抗生素耐药性革兰氏阴性菌感染的治疗难题，设计合成了两种新型不对称硫脲配体钴(II)配合物[Co(L1)2Cl2]和[Co(L2)2Cl2]。通过晶体结构解析和抗菌实验发现，这两种四配位配合物对肺炎克雷伯菌等病原体表现出优于氯霉素的抑制效果（最高达94.9%生长抑制率），并展现杀菌/抑菌双重作用模式，为开发新型抗菌剂提供了重要参考。

　　

随着抗生素滥用导致的耐药性问题日益严峻，革兰氏阴性菌如肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等已成为临床治疗的重大挑战。这些病原体不仅能引发严重肺炎和系统性感染，其多重耐药特性更使得传统抗生素如氯霉素(CHL)的疗效大幅下降。在此背景下，开发基于金属配合物的新型抗菌剂成为突破耐药性壁垒的重要策略——硫脲类化合物因其独特的硫氮配位能力和可调控的分子结构，在与钴等过渡金属配位后往往能显著增强生物活性。

埃及Assiut大学理学院化学系的研究团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表了一项创新研究。他们选择单异丙胺和间甲苯胺分别合成不对称硫脲配体L¹(1-异丙基-3-苯基硫脲)和L²(1-苯基-3-间甲苯基硫脲)，进而制备得到两种四配位钴(II)配合物。通过X射线单晶衍射确认[Co(L¹)₂Cl₂]为正交晶系而[Co(L²)₂Cl₂]为单斜晶系，这种结构差异为研究构效关系提供了理想模型。抗菌实验显示，在200μg/mL浓度下，Co-L¹对测试菌株的抑制率最高达94.9%，且对肺炎克雷伯菌表现出100%杀菌效果，其活性甚至超越临床标准药物氯霉素。

关键技术方法
研究采用配体直接合成法，通过苯基异硫氰酸盐与胺类化合物反应制备硫脲配体；利用溶液挥发法培养单晶，通过元素分析、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)确定配合物结构；采用二甲基亚砜(DMSO)溶解样品，通过微量稀释法测定对三种临床分离革兰氏阴性菌的最低抑菌浓度(MIC)，并以氯霉素为阳性对照。

主要研究结果

材料与方法
通过核磁共振氢谱(¹H NMR)和质谱(MS)验证配体纯度，配合物的元素分析结果与理论计算误差<0.5%。红外光谱中C=S键特征峰位移证实硫原子参与配位，电子光谱显示典型d-d跃迁吸收带，符合四配位钴(II)配合物特征。

结果与讨论
晶体结构解析发现[Co(L¹)₂Cl₂]采取扭曲四面体构型，配体空间位阻导致键角偏差达12.3°。抗菌实验数据显示：针对肺炎克雷伯菌，两种配合物均呈现浓度依赖性杀菌作用；而对铜绿假单胞菌和粘质沙雷菌则表现为抑菌效应（72.3-96.9%存活率抑制）。值得注意的是，含脂肪族取代的Co-L¹对所有测试菌株的抑制活性均优于芳香族取代的Co-L²，暗示配体疏水性可能影响膜穿透能力。

结论与意义
该研究成功构建了两类结构明确的不对称硫脲钴(II)配合物，其创新性体现在：首次报道1-异丙基-3-苯基硫脲配体的钴配合物晶体结构；发现配体骨架的脂肪族/芳香族差异可调控抗菌谱——脂肪族衍生物对肺炎克雷伯菌的杀菌效果尤为突出（100% viability inhibition）。这些发现不仅为理解四配位钴配合物的构效关系提供新证据，更重要的是，其针对耐药性革兰氏阴性菌的优异活性为开发非抗生素类抗菌剂开辟了新途径。如Hanan K. Mosbah等作者强调，后续研究将聚焦于配合物与细菌膜组分的相互作用机制，以及通过配体修饰进一步优化选择性毒性。