硫醚基席夫碱及其双核钴配合物的合成、结构表征与抗菌活性

《Journal of Inorganic Biochemistry》：Synthesis, structural description and antimicrobial activities of thioether based Schiff bases and their dinuclear cobalt complexes

　　

摘要

我们报道了一系列由联苯酚五齿席夫碱（H₂L₁ – H₂L₈）制备的双核钴配合物，组成为 [Co₂(L_1–8)₂]·nS {S = 溶剂}（1–8）。通过核磁共振（NMR）、光谱学（红外、电子和质谱）技术以及元素分析对这些化合物进行了表征。配合物 1·(MeCN)、2、4·(3THF)、6·(4DCM)、7·(THF)、8 以及配体 H₂L₇ 的结构通过单晶X射线晶体学得到确认。对 1·(MeCN) 苯氧基环的修饰导致其偏离理想的八面体构型，而将 1·(MeCN) 中的S供体原子替换为O供体原子（在 8 中）则导致形成五配位方锥形构型。对这些化合物在选定的革兰氏阳性、革兰氏阴性和真菌菌株中的抗菌活性评估表明，对测试微生物总体上表现出中等活性。配体和配合物对 肺炎克雷伯菌 的活性优于 大肠杆菌。部分化合物对 B芽孢杆菌 和 肺炎克雷伯菌 的活性与环丙沙星相当，对 T红色毛癣菌 的活性与酮康唑相当。因此，这些化合物可作为应对微生物耐药性的可行替代方案。通过分子对接预测了这些化合物对 S金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌MenAT1毒素-抗毒素以及 C. albicans 受体的构象和姿态。甲基（H₂L₃) 和香兰素（H₂L₇) 基配体给出了比环丙沙星（与 金黄色葡萄球菌 作用时）更好的对接分数，而蒽（H₂L₂) 基配体给出了比酮康唑（与 C. albicans 作用时）更好的对接分数。五配位O供体 8 似乎比六配位类似物与受体的对接相互作用更有利。

引言

席夫碱是有机、合成和配位化学家的有力工具，并已发展成为优选配体骨架。席夫碱及其金属配合物的应用涵盖多个领域，包括磁性、催化、传感器/分析物检测、发光、医学/生物学 [1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]。多齿配体骨架在与金属配位后具有产生 μ-烷氧基/苯氧基/羧酸根桥连的潜力，为构建结构多样的多核配合物提供了机遇，并已知在包括生物学（特别是模拟金属酶的活性位点）[1]、[2]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22] 在内的多个领域中具有实用性。此外，结构多样的双核钴体系似乎对于理解此类体系中配体骨架的配位特性具有重要意义。

近年来，设计、制备和使用新型材料以应对抗生素耐药性挑战的需求日益增长，这一挑战正加剧着传染病治疗和防控的困难。在这方面，基于Co(II/III)的材料正在被探索，包括具有苯并咪唑、吡唑、喹喔啉等配体骨架的双核物种 [23]、[24]、[25]。

我们课题组 [5] 和其他研究者已报道了基于醚/硫醚的双席夫碱配体骨架 {Scheme 1(a)}，由 H₂L₁ 和 H₂L₇ 获得的金属配合物主要用于催化和磁性研究 [3]、[7]、[10]、[13]、[26]。基于 H₂L₇ 的多核 (Ni-Eu/Yb) 配合物已被探索作为敏化剂 [10]；H₂L₁ 的钛配合物 [7] 以及 H₂L₁ 衍生物的铝配合物 [3] 已被用作高效的聚合催化剂；H₂L₁ 的铁配合物也已用作析氢反应（HER）以及水还原和氧化的催化剂 [13]，而 H₂L₁ 的双核钴配合物已被报道表现出反铁磁性，并表现出比其锰类似物更高的催化HER活性 [26] – 这些配合物展现了多样的结构架构。在我们最近对钴基材料生物学评价努力的扩展中 [27]，制备了苯氧桥联的双核钴配合物 {Scheme 1(b)}，并在此报道了其结构和抗菌性质。同时也对席夫碱及其各自配合物进行了理论（分子对接）研究。

章节摘要

一般信息

所有合成起始原料均以试剂级商品形式采购，并直接使用。在Bruker AVANCE 400 MHz光谱仪上记录了 H₂L₆ 和 H₂L₇ 的¹H 和 ¹³C NMR 谱图（图. S1 – S4）——测量在氘代二甲基亚砜（DMSO-d₆）中进行。使用Stuart SMP10熔点仪进行熔点测定。使用傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪记录了 H₂L₆ 和 H₂L₇（图. S1 – S2）以及配合物 {1–8}（图. S5 – S8）的红外光谱数据。

合成、¹H NMR、红外（IR）和电子性质以及质谱（MS）

亚胺 H₂L₆ 和 H₂L₇ 的产率均超过90%，而金属配合物（1–8）的产率通常低于50% {5 的产率略高于50%}。 ¹H NMR 表明二溴基团（H₂L₆–14.03 ppm）对酚羟基的去屏蔽效应大于 H₂L₇ 的 邻-甲氧基–12.95 ppm；亚胺 (CH=N) 质子仅出现很小的化学位移，H₂L₇ 为8.96 ppm，H₂L₆ 为8.94 ppm（图 S1 和 S2）。对 H₂L₆ 和 H₂L₇ 进行红外（IR）测量（图 S1 和

结论

由适当的席夫碱制备了八种（8）苯氧桥联的双核钴配合物并进行了表征。结构（X射线）分析显示，硫醚基配合物 {1·(MeCN)、2、4·(3THF)、6·(4DCM)、7·(THF)} 偏好六配位构型，而醚基配合物（8）偏好五配位构型。香兰素基（H₂L₇）席夫碱中观察到的独特结构单元似乎影响了由其衍生的钴配合物（7）的结构单元。

CRediT作者贡献声明

Raymond Akong Akong：写作 – 审稿与编辑、写作 – 原稿撰写、可视化、方法学、调查研究、资金获取、正式分析、数据整理、概念构思。Helmar G?rls：软件、正式分析、数据整理。Joseph Anthony Orighomisan Woods：监督、项目管理。Winfried Plass：验证、软件、资源、项目管理、资金获取。Abiodun Omokehinde Eseola：写作 – 审稿与编辑、可视化、验证。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

RAA感谢尼日利亚联邦共和国政府通过需求评估学术人员培训干预基金（2019年）提供的财政援助，并感谢伊巴丹大学授予的研究假。AOE感谢亚历山大·冯·洪堡基金会提供的博士后奖学金。

Raymond Akong Akong|Helmar G?rls|Joseph Anthony Orighomisan Woods|Winfried Plass|Abiodun Omokehinde Eseola

无机化学单元，化学系，理学院，伊巴丹大学，伊巴丹，尼日利亚