基于双(硫代半卡巴唑)衍生物和硫氰酸根作为反阴离子的镍(II)配位复合物:合成、结构表征、热性质研究及计算模拟

《Polyhedron》:Nickel(II) coordination complex based on a bis(thiosemicarbazone) derivative and thiocyanate as counter-anion: Synthesis, structural characterizations, thermal study, and computational investigation

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Polyhedron 2.6

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  Ferdaousse Rhoufal|El Mostafa Ketatni|Laurent Jouffret|Nicolas Sergent|Noura Aflak|Lahoucine Bahsis|Fouad Bentiss摩洛哥苏丹穆莱·斯利曼大学(Sultan Moulay

  
Ferdaousse Rhoufal|El Mostafa Ketatni|Laurent Jouffret|Nicolas Sergent|Noura Aflak|Lahoucine Bahsis|Fouad Bentiss
摩洛哥苏丹穆莱·斯利曼大学(Sultan Moulay Slimane University)Khouribga多学科学院多学科研究与创新实验室,邮政信箱145,M-25000,Khouribga

摘要

[NiII(H2L1)]SCN复合物是通过1-硫代氨基甲酰-3,5-二甲基-5-(硫代半卡巴唑基)-2-吡唑啉(H2L2)与氯化镍(Ni(II))和硫氰酸酯伪卤离子在乙腈中的反应合成的,其中1-硫代氨基甲酰-3,5-二甲基-5-(硫代半卡巴唑基)-2-吡唑啉是2,4-戊二酮双(硫代半卡巴唑)(H3L1)的衍生物。基于单晶X射线衍射的晶体学研究表明,该复合物属于单斜晶系,空间群为C2/c。镍(II)中心采用平面四方结构,并通过硫代酰胺的硫原子和亚胺氮原子与非环状配体(H3L1)对称配位。[NiII(H2L1)]SCN还通过紫外-可见光谱、核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱技术进行了表征。晶体间的凝聚力主要由分子间氢键相互作用维持,这一点通过Hirshfeld表面分析得到了证实。热分析表明,该复合物在195°C以下保持热稳定性。此外,密度泛函理论(DFT)、量子化学理论结合分子轨道(QTAIM)、电子局域化(ELF)和自然键轨道(NBO)分析显示,[NiII(H2L1)]SCN相比阳离子形式[NiII(H2L1)]+具有更强的共价性、电荷离域性和电子稳定性。与人类碳酸酐酶II的分子对接研究显示其具有更强的结合亲和力,表明所研究的镍(II)复合物具有潜在的抗癌潜力。

引言

双(硫代半卡巴唑)配体在过渡金属的配位研究中得到了广泛研究,尤其是α-二酮双(硫代半卡巴唑)与铜的配位[1],这些复合物因表现出良好的抗癌活性[2],[3],[4],[5]而受到研究人员的关注[6]。当这些化合物在核医学领域的应用得到证实后,其重要性进一步增加[6]。事实上,多项研究表明它们作为放射性药物在成像缺氧[7],[8]以及诊断心血管和脑血管疾病[9],[10]方面具有潜力。其中最有前景的复合物是二乙酰双(N4-甲基硫代半卡巴唑),其R1, R2和R3CH3基团已被用于正电子发射断层扫描(PET)中作为缺氧肿瘤的示踪剂[11],[12],[13]。
硫代半卡巴唑配体及其衍生物与过渡金属结合后,在某些情况下表现出有趣的氧化还原性质[14],[15],[16],[17],[18],[19],[20],[21],[22],这使它们被归类为非惰性配体。这些配体在生物反应中可能发挥重要作用[23],[24]。基于α-二酮双(硫代半卡巴唑)配体的过渡金属复合物最近被用于设计分子氢的生产催化剂[25],[26],[27],[28],这一过程需要配体在生成H2时具有氧化还原活性。对于β-二羰基双(硫代半卡巴唑),最著名的分子是含有2,4-戊二酮骨架的化合物;这种配体的结构长期以来被认为只有线性形式,但现已证明其在溶液和固态下都存在环状异构体(吡唑啉形式)[29],[30],[31]。多年来,这些化合物主要与二价铜和镍金属进行了研究,其中前体配体与金属接触后以四齿非环形式(双(硫代半卡巴唑))配位[32],[33],[34],[35]。据我们所知,以R = H为配体的镍(II)复合物很少有报道[36],且仅有一项晶体学研究发表[37]。所报道的复合物[NiII(H2L)]SCN是一种阳离子镍(II)复合物,其中硫氰酸根离子作为反离子。在参考文献[37]中,该复合物是通过多步骤反应合成的,最后一步是从前体复合物[NiII(H2L)]NO3进行置换反应得到的。
由于对该配体(R2L2)的兴趣不足,我们研究了它与二价铜和镍盐(无论是否含有硫氰酸酯伪卤离子SCN?)的反应性。在之前的研究中,我们发现吡唑啉配体1-硫代氨基甲酰-3,5-二甲基-5-(硫代半卡巴唑)2-吡唑啉(H2L2)与铜(II)醋酸盐和镍(II)氯化物的反应会导致其打开并以双去质子化的对称四齿形式配位,生成[MII(L1O)]类型的中性单金属羰基复合物[38]。而在硫氰酸根存在的情况下与铜(II)醋酸盐反应时,生成了中性自由基复合物[CuIIL2•(SCN)],其中配体保持其环状结构并经历了双去质子化后形成[L2•)ˉ,硫氰酸根如之前的研究所述与金属配位[22]。

章节片段

材料

所有用于合成的溶剂和试剂均购自Merck公司,使用前无需进一步重结晶或蒸馏。

晶体结构测定与描述

结论

CRediT作者贡献声明

Ferdaousse Rhoufal:撰写——原始草稿、方法学、实验研究、数据分析。El Mostafa Ketatni:撰写——原始草稿、验证、软件应用。Laurent Jouffret:软件应用、方法学、实验研究。Nicolas Sergent:软件应用、方法学。Noura Aflak:软件应用、方法学、实验研究。Lahoucine Bahsis:撰写——原始草稿、软件应用、方法学、实验研究。Fouad Bentiss:撰写——审稿与编辑、监督、概念构思。

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