《Journal of Molecular Structure》：Copper(II)-Complexes Based 2-Aminochromone-3-carboxaldehyde: Spectroscopic, DFT, Solvatochromic, and Biological Studies
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•成功合成了二元和三元Cu(II)配合物。•光谱分析证实了配位行为。•估算了基态和激发态偶极矩。•进行了DFT计算。•分子对接研究了结合相互作用。引言色酮（4H-色烯-4-酮衍生物）是一类重要的含氧杂环化合物，广泛分布于自然界中，尤其存在于植物中[1]。色酮核是许多具有生物活
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成功合成了二元和三元Cu(II)配合物。
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光谱分析证实了配位行为。
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估算了基态和激发态偶极矩。
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进行了DFT计算。
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分子对接研究了结合相互作用。
引言
色酮（4H-色烯-4-酮衍生物）是一类重要的含氧杂环化合物，广泛分布于自然界中，尤其存在于植物中[1]。色酮核是许多具有生物活性的天然产物和合成药物中的关键结构基团[2,3]。由于其共轭π电子体系和活性官能团，色酮衍生物表现出显著的化学反应活性以及广泛的生物活性[4]。正因这些多样化的生物活性，色酮及其衍生物在医药化学领域受到了极大的关注[5]。色酮骨架被广泛用作设计生物活性分子的平台[6]。通过对色酮环进行取代的结构修饰可以显著影响其理化性质和生物特性[7,8]。因此，对色酮骨架进行合理的官能团化仍然是调节生物活性的有效策略。
含有氮和氧等供体原子的色酮衍生物在配位化学中尤为重要。氨基、羰基和醛基等官能团可作为配位位点，使这些化合物能够作为金属离子的有效配体[9,10]。这些供体原子促进了稳定的螯合物的形成，这通常能增强所得金属配合物的稳定性和生物学性能[11]。这种螯合能力是其在生物无机化学中相关性的核心所在。
由于杂环配体的金属配合物在结构、电子和生物学方面的重要性，已对其进行了广泛研究[12]。与金属离子的配位可以显著改变配体性质，并通过增加脂溶性、改善细胞摄取和改变氧化还原行为来增强生物活性[13,14]。因此，具有生物活性的配体的金属配合物仍然是生物无机化学和药物化学的主要研究重点[15]。特别是，色酮-金属配合物表现出广泛的药理学活性，包括抗菌、抗氧化、抗炎、抗肿瘤和抗糖尿病作用，使其成为药物开发的有前景的候选物[[16], [17], [18], [19]]。这些发现强调了金属配位在调节生物学性能方面的重要性。
色酮基配体还表现出有趣的光物理性质以及与过渡金属离子的多样化配位行为[20]。结合实验和理论方法，包括TD-DFT计算，已被广泛用于阐明其电子结构和光谱性质[[21], [22], [23]]。此外，溶剂致变色行为和偶极矩研究为电荷转移过程和溶剂依赖性光学响应提供了见解[24,25]。这种综合方法对于将分子结构与电子和光物理行为相关联至关重要。
2-氨基色酮-3-甲醛（L）是一种同时含有氮和氧供体原子的多功能体系。其氨基和醛基使其能够通过不同的结合模式参与缩合反应和金属离子配位，使其成为配位化合物的多用途前体[[23], [24], [25], [26], [27]]。其双功能性允许构建多样化的配位结构。
除了实验研究外，密度泛函理论（DFT）已成为研究配位化合物电子结构、几何构型和反应性的有力工具[28]。它为分子轨道、电荷分布和配合物稳定性提供了宝贵的见解，补充了实验观察并支持结构-性质解释[29]。因此，DFT在将结构与反应性和功能相关联方面发挥着关键作用。
本工作的新颖性在于设计和合成了一系列源自2-氨基色酮-3-甲醛（L）的新型Cu(II)配合物，这些配合物具有二元和三元配位环境，其中系统地研究了辅助配体的作用。与以往主要关注简单二元体系的研究不同，本工作在统一框架内综合了光谱表征、溶剂致变色分析、DFT计算和分子对接。这种综合的实验-理论-生物学方法为色酮基Cu(II)配合物中的结构-性质-活性关系提供了更深入的见解，而这些关系在文献中尚未得到充分探索。
因此，本研究报道了含中性双齿O,O-供体配体的新型Cu(II)配合物的合成，旨在研究辅助配体对配位行为和理化性质的影响。使用光谱技术结合DFT计算对配合物进行了表征。通过溶剂依赖性发射和溶剂致变色分析研究了其光物理性质，以估算基态和激发态偶极矩。利用琼脂扩散法评估了针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌以及白色念珠菌的抗菌活性。对FabH-CoA酶（PDB ID: 1HNJ）进行了分子对接研究以阐明生物学活性。本工作综合了合成、结构表征、理论建模、光物理分析和生物学评价，建立了所合成Cu(II)配合物的全面结构-性质-活性关系。
章节摘要
材料
硝酸铜（Merck）、2-羟基丙酮（Merck）、氧化磷酰氯（BDH）、盐酸羟胺（BDH）、四甲基乙二胺（TEMED, BDH）、8-羟基喹啉（8-HQ, Merck）、1,10-菲啰啉（1,10-Phen, BDH）和硫氰酸钾（Merck）均购自商业来源，直接使用。
本研究中有机溶剂的选择基于其体积极性（ε）和折射率（n）参数的逐渐变化。清单如下：
结果与讨论
使用硝酸铜合成了以2-氨基色酮-3-甲醛为主配体（L）的二元配合物，随后在含有不同供体基团（S-、N,O-和N,N-）的各种辅助配体（L′）存在下形成三元配合物，包括硫氰酸盐、8-羟基喹啉和1,10-菲啰啉。使用不同供体原子的辅助配体旨在调节Cu(II)中心周围的配位环境，并
溶剂对吸收和荧光光谱的影响
使用不同极性的溶剂考察了L配体及其相应金属配合物的吸收和发射光谱。随着溶剂极性的增加，出现了蓝移现象，表现为吸收最大值向较短波长移动。相反，随着溶剂极性的增加，荧光光谱的π→π*跃迁表现出红移，表明激发态具有比基态更大的极性[62]。
其
抑制区直径的测定
利用琼脂扩散法评估了游离配体（L）及其Cu(II)配合物针对选定革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌）、革兰氏阴性菌（大肠杆菌）和真菌菌株（白色念珠菌）的抗菌活性。活性以平均抑制区直径（mm）来评估，并与标准抗菌剂进行了比较，细菌用庆大霉素，真菌用酮康唑（表7）。抗菌
前线分子轨道（FMOs）分析
使用Gaussian 09中实现的B3LYP/GENECP水平的密度泛函理论（DFT）对所研究的化合物进行了优化。非金属原子（H, C, N, S和O）采用6-311G(p,d)基组，而金属原子采用SDD基组。前线分子轨道（FMOs），特别是HOMO和LUMO，为金属配合物的电子结构、电荷分布和化学反应性提供了有价值的信息。它们还提供了定性的见解
结论
本研究成功合成并全面表征了一系列源自2-氨基色酮-3-甲醛（L）的二元和三元铜(II)配合物。该配体作为中性双齿螯合剂，通过γ-吡喃酮羰基和醛基氧原子进行配位。配位环境显著影响配合物的结构几何形状，其中二元配合物1主要采取平面四方形几何构型，而三元
CRediT作者贡献声明
Mayada M. Fouad：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，资源，方法，调查，形式分析，数据整理。Ali Taha：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，方法，调查，形式分析，数据整理，概念化。Hoda F. El-Shafiy：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，调查，数据整理，概念化。Magdy A. Ibrahim：撰写 – 审阅与
利益冲突声明
• 作者声明他们没有任何利益冲突。
• 本工作未获得任何资金来源的支持。
• 安夏姆大学教育学院（Faculty of Education-Ain Shams University）的作者同意将本工作提交给《分子结构杂志》（Journal of Molecular Structure）。
• 署名作者对科学工作做出了足够贡献，因此对结果承担集体责任和问责。
Mayada M. Fouad|Ali Taha|Hoda F. El-Shafiy|Magdy A. Ibrahim|Omima M.I. Adly|Nesma Salah
