μ2-O桥联Gd2化合物的结构调控对磁制冷性能与抗菌活性的双重影响机制研究

本文报道了两种新型μ2-O桥联Gd2配合物的设计合成，通过细微配体结构差异（HL1/HL2）实现晶体结构调控，系统揭示了其对磁热效应（MCE，-ΔSm达21.27 J·kg-1·K-1）和抗菌活性的协同优化机制，为多功能镧系材料在磁制冷技术与生物医学领域的应用提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过两种结构相似的Schiff碱配体（HL₁ = 呋喃-2-甲酸(2-羟基-3-甲氧基苯亚甲基)腙，HL₂ = 呋喃-2-甲酸(2-羟基苯亚甲基)腙）与Gd(dbm)₃·2H₂O反应，成功制备了两种μ₂-O桥联的Gd₂配合物。有趣的是，尽管配体仅相差一个甲氧基，却导致配合物呈现截然不同的配位构型——化合物1形成罕见的平行四边形Gd₂O₂核心结构，而化合物2则展现出独特的"蝴蝶形"配位模式。

Materials and methods

实验采用水热合成法，所有试剂购自Energy Chemical公司。单晶X射线衍射（SC-XRD）在Rigaku XtaLAB Pro衍射仪上完成，磁性测试通过SQUID磁强计在2-10 K温度区间进行，抗菌活性采用琼脂扩散法测定。

Crystal analysis

单晶解析显示：

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  化合物1（[Gd₂(dbm)₂(L₁)₂(CH₃O)₂]·6CH₃OH）中，每个Gd³⁺采取罕见的8配位模式，通过酚氧原子桥联形成扭曲的十二面体构型

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  化合物2（[Gd₂(dbm)₄(L₂)₂]·4CH₃CN）则呈现更紧凑的7配位结构，其Gd···Gd间距（3.892 ?）显著短于化合物1（4.156 ?）

Magnetic studies

磁性研究表明：

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  化合物1展现更优异的磁热效应（-ΔS_m = 21.27 J·kg^-1·K^-1 vs 化合物2的17.03 J·kg^-1·K^-1），这归因于其特殊的磁耦合作用

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  变温磁化率曲线（2-300 K）显示二者均存在弱反铁磁相互作用

Biological activities

抗菌实验揭示惊人发现：

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  化合物2对革兰氏阴性菌的抑制圈直径比化合物1大40%，其MIC值达到临床常用抗生素水平

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  构效关系分析表明，甲氧基的缺失反而增强了配体与细菌细胞膜的渗透性

Conclusions

这项工作通过"分子手术刀"般的精准修饰，证明配体微小变化可同步调控镧系配合物的物理性能和生物活性，为开发兼具磁制冷与抗菌功能的智能材料提供了全新设计范式。