一种新型镍(II)配合物的合成、晶体结构及抗菌活性研究——含2-羟基-1-萘甲醛与3-溴丙胺衍生的席夫碱配体：分子对接研究

《Polyhedron》：Synthesis, crystal structure and antibacterial activity of a novel nickel(II) complex with a Schiff base ligand derived from 2-hydroxy-1-naphthaldehyde and 3-bromopropylamine: a molecular docking study

　　

摘要

对扩展芳香族席夫碱配体日益增长的兴趣源于其增强的π电子离域，这改善了过渡金属配合物的稳定性和功能性质。本研究成功合成了一种新型镍(II)配合物 NiL₂，其中含有溴取代的双齿席夫碱配体，即1-((E)-(3-溴丙基亚氨基)甲基)萘-2-醇（HL），该配体由3-溴丙胺与2-羟基-1-萘甲醛的缩合反应制得。配合物通过配体HL的直接络合反应合成，并通过元素分析、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和单晶X射线衍射分析进行了表征。镍配合物的晶体结构证实，Ni(II)离子由双齿席夫碱配体的两个氮原子和两个氧供体原子配位，采用略微扭曲的平面正方形几何构型。采用纸片扩散法评价了分离所得NiL₂配合物对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌菌株的抗菌活性。该化合物表现出可变的抗菌活性，对铜绿假单胞菌的抑菌圈直径可达16.50±0.40 mm。对芽孢杆菌属和单核细胞增生李斯特菌也观察到显著活性，抑菌圈直径分别为16.17±0.84和14.50±0.41 mm。此外，进行了计算机模拟分子对接研究，以探讨NiL₂配合物与选定的SARS-CoV-2蛋白靶点（包括Mpro、PLpro、nsp3（MES位点）和RdRp（RNA和RTP结合位点））的潜在相互作用。对接结果显示，在所研究的靶点上具有有利的预测结合亲和力和多样的相互作用模式。这些发现为NiL₂与多种SARS-CoV-2蛋白的潜在分子相互作用提供了初步的计算见解。然而，对接结果应视为预测性的，并不构成抗病毒活性的证据。需要进一步的实验研究，特别是体外抗病毒测定，以评估预测相互作用的生物学相关性。

引言

席夫碱因其合成简便、结构多样以及对过渡金属离子具有强配位能力，构成了配位化学中研究最广泛的有机配体类别之一。这些化合物通常通过伯胺与醛或酮的缩合反应形成，生成一个在金属配位中起关键作用的亚胺（–C=N–）键。席夫碱配体因其在催化、材料科学、药物化学和生物无机化学中的广泛应用而引起了相当大的关注 [1], [2], [3]。

在过渡金属中，镍(II)因其多样的配位化学和生物学相关性而受到显著关注。据报道，源自席夫碱的镍(II)配合物表现出多种生物活性，包括抗菌、抗真菌、抗氧化和抗癌特性 [4], [5], [6], [7]。

近年来，大量注意力集中在扩展席夫碱配体的芳香骨架以增强π电子离域和共振稳定性。除了简单的水杨醛衍生物外，还研究了含有萘、蒽、芘和其他多环芳香体系的配体。π共轭体系的扩展可以影响所得金属配合物的电子和结构性质，也可能影响其生物活性。因此，多环芳香席夫碱配体为设计功能性配位化合物提供了有用的平台 [8], [9], [10], [11], [12], [13]。

在各种芳香席夫碱配体中，源自2-羟基-1-萘甲醛的配体特别受关注，因为与水杨醛相比，稠合的萘环提供了扩展的π共轭体系。这一结构特征可以影响所得过渡金属配合物的电子和结构性质，并可能有助于其生物活性。

微生物对常规抗生素的耐药性日益增加，加剧了对新型抗菌剂的寻找。在此背景下，金属基化合物，特别是过渡金属席夫碱配合物，因其多样的生物活性及其与生物靶点相互作用的能力而受到相当大的关注。与金属中心的配位可能改变席夫碱配体的物理化学性质，包括亲脂性和结构刚性，可能促进与微生物膜的相互作用并影响抗菌活性 [3], [6], [7]。

此外，分子对接已成为一种有用的计算工具，用于研究配体-蛋白质相互作用，并为生物活性背后的潜在分子机制提供见解。对接模拟可以提供关于结合模式、相互作用模式以及化合物对选定生物靶点的潜在亲和力的信息，从而有助于解释实验生物学结果和构效关系 [14], [15], [16]。

尽管对镍(II)席夫碱配合物进行了广泛研究，但基于2-羟基-1-萘甲醛的配体的扩展π共轭与其金属配合物的结构、电子和抗菌性质之间的关系仍是一个令人关注的领域。对此类系统的进一步研究可能有助于更好地理解镍(II)配位化合物中配体结构与生物活性之间的关系 [6], [8], [17]。

因此，本工作重点研究由2-羟基-1-萘甲醛和3-溴丙胺制得的席夫碱配体衍生的镍(II)配合物的合成和表征。该配合物通过元素分析、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱以及单晶X射线衍射进行了表征。实验评估了其抗菌活性，并进行了分子对接模拟以探索其与选定的SARS-CoV-2蛋白靶点的预测相互作用。

章节片段

材料与方法

对于本实验部分后面描述的合成，所有化学品和溶剂均购自商业来源，未经进一步纯化即直接使用。

通过薄层色谱（TLC）检查合成配合物的纯度；使用预涂有硅胶（60F，Merck）的玻璃板。红外光谱使用KBr压片在Bruker FT-IR光谱仪上记录。紫外-可见光谱使用UNICAM UV-300仪器以CH₂Cl₂为溶剂获得。

理化性质与分子式

合成的镍(II)配合物 NiL₂ 以绿色结晶固体形式分离获得，产率为38%。该配合物在环境条件下稳定，在DMF、DMSO、MeCN和DCM中具有良好的溶解性。其熔点测定为230°C，表明具有良好的热稳定性。元素分析与所提出的分子式C₂₈H₂₆Br₂N₂NiO₂一致。

分析计算值（%）：C，52.46；H，4.09；N，4.37。

实测值（%）：C，52.49；H，4.06；N，4.37。

计算值与实测值的良好吻合

结论

基于不对称双齿席夫碱配体的新型镍(II)配合物 NiL₂ 已成功合成，并通过元素分析、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和单晶X射线衍射进行了全面表征。晶体学分析证实了Ni(II)中心周围略微扭曲的平面正方形配位几何构型，为其理化性质提供了坚实的结构基础。合成的配合物表现出有前景的

CRediT作者贡献声明

Imene Bougossa：验证，正式分析。Souad Dekar：概念化。Ines Boukaloul：概念化。Sofiane Bouacida：监督。Ali Ourari：监督。

未引用参考文献

[25]

利益冲突声明

作者声明，他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

作者感谢阿尔及利亚高等教育与科学研究部及研究总局以及西班牙经济与竞争力部的财政支持（MAT2013-42007-P）。RUIZ-ROSAS Ramiro感谢西班牙经济与竞争力部（MINECO）提供的“Juan de la Cierva”合同（JCI-2012-12664）。

Imene Bougossa|Souad Dekar|Ines Boukaloul|Sofiane Bouacida|Ali Ourari|Ramiro Ruiz-Rosas|Emilia Morallon

阿尔及利亚塞提夫1大学-费尔哈特·阿巴斯技术学院电化学、分子工程与氧化还原催化实验室，塞提夫19137，阿尔及利亚