通过体内实验、分子对接和分子动力学模拟方法揭示了点击合成的1,2,3-三唑作为抗癌剂的潜力,以及其作为卡宴豆(Cajanus cajan)生长调节剂的适用性

《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》:Unveiling the potential of click synthesized 1,2,3-triazole as an anticancer agent via in vivo, molecular docking and MD simulation approaches and its aptitude as plant growth regulator on Cajanus cajan

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Inorganic and Nuclear Chemistry Letters 2.7

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  锌卟啉光催化降解酸性红52的合成与机理研究,通过单晶X射线、紫外-可见、荧光及循环伏安法表征了五配位锌金属卟啉[Zn(TMFPP)(4-CNpy)]的分子结构,证实其轴向配位4-氰基吡啶,在可见光下对AR52染料表现出74%的高效降解率,动力学模型拟合优度R2=0.9976,揭示了超氧自由基和单线态氧为主要活性氧物种,并系统考察了pH、染料浓度等关键因素对催化性能的影响。

  
Mohamed Achraf Bouicha|Imen Zguir|Frédérique Loiseau|Mohamed Khalfaoui|Habib Nasri

摘要

我们合成了一种独特的锌(II)金属卟啉配合物,其化学式为 [Zn(TMFPP)(4-CNpy)]•C6H5Cl•C6H14(配合物 I),并通过多种技术对其进行了全面研究,包括元素分析、FT-IR光谱、UV–Vis吸收光谱、荧光发射光谱、1H NMR光谱和循环伏安法。通过单晶X射线衍射明确确定了其分子结构,发现锌原子采用五配位结构,4-氰吡啶分子位于轴向位置。该配合物被评估为一种可见光响应的光催化剂,用于水溶液中酸红52(AR52)染料的脱色。实验结果显示其具有显著的光催化活性,脱色效率达到74%,反应速率常数 k 为 0.00759?min?1,相关系数 R2 为 0.9976,表明其符合所应用的动力学模型。此外,还研究了pH值、初始染料浓度、温度和催化剂质量等实验参数对脱色过程的影响。清除实验表明,超氧阴离子 (O2?) 和单线态氧 (1O2) 是导致AR52光脱色的主要活性氧物种。这些发现表明这种锌卟啉配合物在可见光照射下具有作为高效光催化剂用于环境修复的潜力。

引言

合成染料在纺织、塑料、化妆品和食品等众多行业中的广泛使用导致含有染料的废水大量排放到环境中,对水生生态系统和人类健康构成严重威胁 [1,2]。其中,酸红52(AR 52)是一种阴离子偶氮染料,因其鲜艳的色泽、高水溶性和出色的化学稳定性而备受关注 [3]。然而,这些特性也使其在环境中具有持久性,使得传统生物和物理化学处理方法难以有效去除 [4]。因此,即使水中该染料的浓度很低,也会显著降低光线穿透率,抑制光合作用,并在水生生物体内积累并产生毒性 [5,6]。
面对这些挑战,人们迫切需要创新且环保的方法来完全降解这类持久性染料分子。近年来发展的先进处理技术中,光催化技术展现出巨大潜力 [7,8]。该技术利用光在光催化剂存在下的作用加速化学反应,使有机污染物在常温条件下转化为无害的产物(如CO2 和 H2O)[[9], [10], [11]]。
在这种情况下,开发高效、稳定且经济的光催化剂至关重要。金属卟啉因其出色的光吸收能力、氧化还原活性和结构多样性而受到广泛关注 [[12], [13], [14], [15]]。特别是含有锌中心的过渡金属卟啉,非常适合用于光催化应用 [[16], [17], [18], [19], [20]]。它们可调的电子性质、良好的热稳定性和化学稳定性以及参与光诱导电子转移反应的能力,使其成为降解多种有机污染物(包括酸红52等偶氮染料)的理想候选者。
最新研究表明,通过外围取代或轴向配体修饰可以显著改善锌卟啉的光催化效率 [21]。这些修改不仅影响光吸收和电荷分离动态,还能增强与目标污染物的相互作用,从而提高降解速率 [[22], [23], [24]]。此外,锌卟啉相比传统半导体具有明显优势,例如可在可见光下工作、分子可调性强,且易于集成到混合材料或固定化系统中 [25]。这些优势使其成为绿色、可扩展的水处理解决方案的有力候选者。
尽管取得了显著进展,但基于锌的金属卟啉作为高效光催化剂的研发仍是一个活跃的研究领域,尤其是在理解其结构-活性关系和优化其在可见光下的性能方面。在本研究中,我们报道了一种独特的锌(II)卟啉配合物 [Zn(TMFPP)(4-CNpy)]•C6H5Cl•C6H14(配合物 I) 的合成、表征及其在可见光驱动下用于酸红52脱色的光催化应用。通过详细的性能评估和机理分析,本研究旨在推动可持续光催化系统的合理设计,以改善废水处理效果。

实验部分

实验方法

[Zn(TMFPP)(4-CNpy)]•C6H5Cl•C6H14 的材料、实验方法和X射线晶体学表征详见补充信息的第1节

循环伏安法

金属卟啉 [Zn(TMFPP)(4-CNpy)] 的循环伏安图(CV)是在室温下、氩气氛围中、使用0.1?M四丁基铵六氟磷酸盐(TBAPF6)作为支持电解质的情况下,在二氯甲烷中记录的。图S2展示了 [Zn(TMFPP)(4-CNpy)] 的循环伏安谱图,表S1列出了其氧化波和还原波的半电位(E1/2)值,以及其他锌(II)卟啉配合物的相关数据。

结论

总之,[meso-四(三氟甲基苯)卟啉]锌(II) ([Zn(TMFPP)]) 与过量4-氰吡啶(4-CNpy)在氯苯介质中的反应生成了一种五配位的锌(II)配合物 [Zn(TMFPP)(4-CNpy)]•C6H5Cl•C6H14(配合物 I)。所得化合物通过元素分析、红外(IR)、UV–Vis和荧光光谱以及循环伏安法和单晶X射线衍射等技术进行了全面表征。

CRediT作者贡献声明

Mohamed Achraf Bouicha:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、实验验证、数据分析、概念构建。Imen Zguir:实验研究、数据分析。Frédérique Loiseau:实验研究、数据分析。Mohamed Khalfaoui:实验验证、数据分析、概念构建。Habib Nasri:撰写 – 审稿与编辑、实验验证、研究指导。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢突尼斯高等教育与科学研究部的财政支持。
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