4,4'-乙烯二吡啶与2,5-吡啶二羧酸形成的聚合物三维Co(II)及一维Cu(II)配合物的合成、结构表征与抗菌性能研究

《Polyhedron》：Syntheses, structural and antimicrobial studies of polymeric 3D Co(II) and 1D Cu(II) complexes of 4,4′-ethylenedipyridine with 2,5-pyridinedicarboxylic acid

　　

摘要

通过2,5-吡啶二羧酸（H?dpc）和4,4′-乙烯二吡啶（edp）合成了新型的3D Co(II) {[(dpc)Co(dpc)Co(edp)?/?]}???和1D Cu(II) [[Cu(edp)(H?O)]Cu(dpc)?]???聚合配合物。配合物1和2的结构通过单晶X射线衍射分析、元素分析、AAS、FTIR、UV–Vis和磁化率测量进行了表征。配合物1和2具有聚合物结构，并且在对称单元中存在结晶学反转中心。在配合物1中，金属原子呈现三角双锥形和八面体几何结构；而在配合物2中，则呈现畸变的四方锥形和T形几何结构。对这些化合物对抗白色念珠菌（C. albicans）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）、大肠杆菌（E. coli）、粪肠球菌（E. faecalis）和枯草芽孢杆菌（B. subtilis）的抗菌活性进行了全面研究，并将其抗菌活性与氟康唑（Fluconazole）、酮康唑（Ketoconazole）、左氧氟沙星（Levofloxacin）、万古霉素（Vancomycin）、氯霉素（Chloramphenicol）和头孢吡肟（Cefepime）进行了对比。

引言

由于配位聚合物结构的多样性和应用范围广泛，人们对它们的兴趣日益增加[1],[2],[3]。选择合适的连接剂来合成配位聚合物至关重要。多种羧酸桥接配体被用于构建各种配位聚合物[4],[5],[6]。已知1D配位聚合物具有光学、磁性和发光特性[7]。然而，由于这些有机配体具有更多的配位原子/基团和更多的伸展方向，因此它们倾向于形成2D和3D配位聚合物。配位聚合物结构可以通过溶液法或压力下的水热/溶胶-热反应来合成。2,α-和3,β-吡啶二羧酸（α = 3–6；β = 4–5）作为配体，可用于与主族元素、过渡金属、锕系和镧系元素形成配位聚合物[8],[9],[10],[11],[12]。2,5-吡啶二羧酸（H?dpc）配体可以作为单齿、双齿、多齿或桥接配体与金属离子结合，其环中有一个氮原子，羧酸基团中有四个氧原子[13],[14]。文献中报道，2,5-吡啶二羧酸可以与金属离子形成单体（0D）和聚合物（1D、2D和3D）配合物[15],[16],[17],[18],[19],[20],[21],[22],[23],[24],[25],[26]（表1）。在本研究中，合成了文献中尚未报道的基于4,4′-乙烯二吡啶（edp）和2,5-吡啶二羧酸的Co(II)和Cu(II)聚合物配合物。在Co(II)配合物中，H?dpc以四齿配位方式与金属离子结合；而在Cu(II)配合物中，则以三齿配位方式结合。

4,4′-乙烯二吡啶（edp）配体可以存在顺式和反式构象。在化合物中，edp可以作为辅助离子或金属离子存在，以单齿、双齿或桥接配体的形式与金属离子结合[27],[28],[29],[30]。edp衍生物具有抗菌[31],[32]、抗真菌[33]、抗肿瘤[34]、抗癌[35]、抗炎[36]和催化[37]等多种活性。

在当前背景下，微生物耐药性的出现是一个全球性问题，导致死亡率和发病率上升。需要开发新型化合物以对抗各种耐药微生物。本研究合成了两种基于4,4′-乙烯二吡啶和2,5-吡啶二羧酸的聚合物配合物（Co(II)和Cu(II)）。这些配合物的结构通过元素分析、AAS、FTIR、UV–Vis和X射线晶体学进行了表征，并对其抗菌活性进行了评估。

章节片段

实验方法

通用方法、材料、X射线数据收集、结构精修[38],[39],[40]以及抗菌活性等内容详见补充文件。

1和2的分子及晶体结构

晶体数据和结构精修细节、键长和角度以及畸变参数分别列于表2和表3中；配合物1–2的晶体结构如图2和图3所示。

配合物1属于单斜晶系C2/c，配合物2属于单斜晶系P21/n。配合物1和2具有聚合物结构，并在对称单元中存在结晶学反转中心。

结论

本研究合成了基于4,4′-乙烯二吡啶和2,5-吡啶二羧酸的Co(II)和Cu(II)聚合物配合物。这些配合物的结构通过元素分析、AAS、FTIR、UV–Vis、磁化率和X射线晶体学分析进行了表征。配合物1属于单斜晶系C2/c，配合物2属于单斜晶系P21/n。两者都具有聚合物结构，并在对称单元中存在结晶学反转中心。

CRediT作者贡献声明

Nurgün Büyükk?dan：撰写初稿、研究方法设计。Sena Eser Kona?：研究实施、资金争取。Halil ?lkimen：研究方法设计、数据管理。Musa Sar?：形式化分析。Aysel Gülband?lar：研究协助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本论文研究的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢库塔希亚杜姆卢皮纳尔大学研究基金（授权号：2023/31）提供的支持。同时，作者也感谢土耳其锡诺普大学的科学和技术研究应用及研究中心提供Bruker D8 QUEST衍射仪的使用支持。

Nurgün Büyükk?dan|Sena Eser Kona?|Halil ?lkimen|Musa Sar?|Aysel Gülband?lar库塔希亚杜姆卢皮纳尔大学文理学院化学系，土耳其库塔希亚，43100