2-氨基吡啶类双核铜(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及性质

佟萍 吴江萌 徐萍 王晓莹 李海南 王城 杨斯淇 周嘉荟 许瑞波

引用本文: 佟萍, 吴江萌, 徐萍, 王晓莹, 李海南, 王城, 杨斯淇, 周嘉荟, 许瑞波. 2-氨基吡啶类双核铜(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及性质[J]. 无机化学学报, 2022, 38(7): 1309-1316. doi: 10.11862/CJIC.2022.149 shu
Citation:  Ping TONG, Jiang-Meng WU, Ping XU, Xiao-Ying WANG, Hai-Nan LI, Cheng WANG, Si-Qi YANG, Jia-Hui ZHOU, Rui-Bo XU. Syntheses, Crystal Structures, and Properties of Binuclear Copper(Ⅱ) Complexes Derived from 2-Aminopyridines[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2022, 38(7): 1309-1316. doi: 10.11862/CJIC.2022.149 shu

2-氨基吡啶类双核铜(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及性质

    通讯作者: 李海南, E-mail: lihainan2007@126.com; 许瑞波, E-mail: xuruibo9125@163.com
  • 基金项目:

    江苏省高等学校自然科学研究重大项目 19KJA430008

    江苏省研究生科研与实践创新计划项目 SJCX20-1226

    江苏省研究生科研与实践创新计划项目 KYCX20-2946

    大学生实践创新训练计划项目 X202011641319002

    大学生实践创新训练计划项目 X202011641640002

    大学生实践创新训练计划项目 Z202111641640001

    大学生实践创新训练计划项目 Z202111641640016

    大学生实践创新训练计划项目 Z202111641640017

摘要: 分别以3-甲基-2-氨基吡啶(L1)、5-溴-2-氨基吡啶(L2)为配体,采用溶液法合成了2个新的双核铜配合物:[Cu2(CH3COO)4(L1)2](1)和[Cu2(CH3COO)4(L2)2](2),并利用熔点、红外光谱、紫外可见光谱、荧光光谱、高分辨质谱和X射线单晶衍射等手段对其进行表征。1属于正交晶系Pbca空间群;2属于单斜晶系P21/n空间群。每个配合物含有2个铜中心离子、4个醋酸根离子和2个配体(L1或L2)分子;每个醋酸根都起到桥联作用,分别与2个Cu2+配位,形成笼状结构;每个Cu2+均为五配位变形四方锥构型。12对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌显示出良好抑制作用;对DPPH·具有良好清除效果;均表现出准可逆氧化还原的电化学特性。

English

  • 铜(Ⅱ)离子是生物体不可或缺的一种必需微量元素,具有内源生物相容性;作为酶的重要辅助因子,铜(Ⅱ)离子在酶发挥其生物功能时起到关键作用[1-3]。Cu(Ⅱ)半径较小,可呈现+1、+2、+3三种氧化态,具有很强配位能力,易与N、O等原子配位形成结构稳定、配位模式多样的单核、多核铜配合物[4]。铜配合物的脂溶性比Cu(Ⅱ)离子好,更容易通过细胞膜发挥生物学功能[5-6]。近年来,国内外利用过渡金属配合物开发新型金属基药物的兴趣日益浓厚,尤其是铜配合物的相关报道很多。研究表明,铜配合物具有优良的抗菌[7]、抗病毒[8]、抗氧化[9]等生物活性,同时,也可以调节分子与靶点之间的特异性相互作用,从而降低螯合效应引起的毒性[10]。因此,在医学上被广泛用来探索其对各种疾病的治疗[11-14]

    吡啶环上氮原子具有一对定域孤对电子,易与不同金属离子配位,配位后不仅可以稳定不同氧化态的金属离子[15],而且构建的吡啶配合物结构繁多、功能各异,在临床、分析、催化等领域具有很好应用前景[16]。由于一些铜配合物具有催化活化小分子化合物性能,而且生物体中许多酶的活性部位含有双核铜结构单元,因此,设计含有吡啶环的双核铜配合物具有重要意义。基于此,我们分别以3-甲基-2- 氨基吡啶(L1)、5-溴-2-氨基吡啶(L2)为配体,设计、合成了2个具有笼状结构的双核铜吡啶配合物12,利用多种手段对其结构进行表征。采用琼脂平板扩散抑菌法和DPPH(1,1-二苯-2苦基肼)法初步研究了12抑菌活性和抗氧化能力,并采用循环伏安(CV)法研究其电化学性质。

    L1、L2、无水醋酸铜、无水乙醇、1,1-二苯-2苦基肼自由基(DPPH·)、营养琼脂培养基及其他溶剂等均为市售分析纯试剂,直接使用。大肠杆菌(E. coli)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)、枯草芽孢杆菌(B. subtilis)等菌种均为江苏海洋大学药学院实验室自行保存。

    主要仪器:SGW X-4型显微熔点测定仪(上海精密科学仪器有限公司)、Nicolet-iS10型傅里叶红外光谱仪(Thermo Fisher Scientific公司)、UV-Vis 2550型紫外分光光度计(日本岛津公司)、F-7000荧光光谱仪(日本日立公司)、Bruker Smart-1000单晶衍射仪(德国BRUKER公司)、CHI 660E电化学工作站(上海辰华仪器公司)。

    1.2.1   配合物[Cu2(CH3COO)4(L1)2] (1)的合成

    将无水醋酸铜(0.181 6 g,1 mmoL)与乙醇(15 mL)加入圆底烧瓶,80 ℃水浴搅拌溶解,再加入L1 (0.216 3 g,2 mmoL),反应2 h,冷却至室温,过滤。在滤液中加入氯仿(2~3 mL),置于烧杯中静置,待溶剂缓慢挥发后析出蓝色晶体,过滤。将晶体用少量乙醇淋洗、干燥,产率为52.3%。m.p.>290 ℃。FT-IR (KBr,cm-1):3 465(m),3 357(m),2 977(w),1 627(m),1 606(s),1 477(s),1 460(s),1 434(s),1 353(m),1 199 (s),795(m),764(m),680(s),630(m),474(m)。HRMS (ESI):C20H29Cu2N4O8([M+H]+)的m/z计算值579.057 7,实测值579.055 3。

    1.2.2   配合物[Cu2(CH3COO)4(L2)2] (2)的合成

    将L1换为L2(0.348 g,2 mmoL),其余步骤与1的制备相同,得到蓝色晶体,产率约为57%。m.p.> 290 ℃。FT-IR(KBr,m-1):3 451(m), 2 976(w), 1 631(s), 1 600(s),1 481(w),1 433(m),1 354(m),1 262(w),1 138 (m),1 067(m),955(m),866(m),82(w),669(m),624(w),540(w), 526(w)。HRMS(ESI):C18H22Br2Cu2N4O8([M+2]+) 的m/z计算值707.839 6,实测值707.219 1。

    分别选取尺寸为0.15 nm×0.14 nm×0.12 nm (1)、0.18 nm×0.16 nm×0.14 nm (2)的单晶置于BRUKER SMART 1000 CCD单晶衍射仪上,用石墨单色化的Mo (λ=0.710 73 nm)射线,以ω-2θ扫描方式,于296(2) K下测定。全部强度数据还原在Bruker SAINT程序上进行。以Lp因子修正数据,晶体结构采用SHELX-97软件由直接法解出,理论加氢,全部非氢原子的坐标和各向异性热参数经全矩阵最小二乘法修正收敛。详细晶体学数据见表 1,部分键长和键角数据见表 2

    表 1

    表 1  配合物12的晶体学数据及结构精修参数
    Table 1.  Crystallographic data and details of refinements for complexes 1 and 2
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    Parameter 1 2
    Empirical formula C20H28Cu2N4O8 C18H22Br2Cu2N4O8
    Formula weight 579.54 709.29
    Crystal system Orthorhombic Monoclinic
    Space group Pbca P21/n
    a/nm 1.454 1(4) 1.150 0(5)
    b/nm 0.834 9(2) 0.846 5(4)
    c/nm 2.002 0(6) 1.372 5(5)
    β/(°) 107.603(4)
    V/nm3 2.430 5(12) 1.273 7(10)
    Z 4 2
    Dc/(g·cm-3) 1.584 1.850
    F(000) 1 192 700.0
    Range of θ/(°) 2.034-27.545 2.031-27.482
    Limiting indices -16 ≤ h ≤ 18, -10 ≤ k ≤ 10, -26 ≤ l ≤ 21 -14 ≤ h ≤ 9, -10 ≤ k ≤ 10, -16 ≤ l ≤ 17
    Reflection collected 14 207 6 203
    Independent reflection 2 793 2 883
    Rint 0.050 8 0.028 5
    GOF on F2 1.095 1.089
    R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.035 5, 0.083 5 0.048 8, 0.168 4
    R1, wR2 (all data) 0.056 3, 0.091 6 0.066 2, 0.182 1
    Largest diff. peak and hole/(e·nm-3) 337 and -406 1 007 and -602

    表 2

    表 2  配合物12结构中部分键长(nm)和键角(°)
    Table 2.  Selected bond lengths (nm) and bond angles (°) of complexes 1 and 2
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    1
    O1—Cu1 0.197 9(19) Cu1—N1 0.222 7(2) Cu1—O3 0.195 1(19)
    Cu1—O2#1 0.198 7(2) Cu1—O4#1 0.196 5(2)
    C1—O1—Cu1 124.06(19) O3—Cu1—O4#1 165.57(8) O3—Cu1—O1 88.24(9)
    O4#1—Cu1—O1 87.87(9) O3—Cu1—O2#1 89.83(9) O4#1—Cu1—O2#1 90.56(9)
    O1—Cu1—O2#1 165.84(8) O3—Cu1—N1 97.93(8) O4#1—Cu1—N1 96.41(8)
    O1—Cu1—N1 99.21(8) O2#1—Cu1—N1 4.95(8)
    2
    Cu1—O4#1 0.194 7(3) Cu1—N1 0.222 6(3) Cu1—O3 0.195 8(3)
    Cu1—O2 0.198 7(4) Cu1—O1#1 0.198 2(4)
    O4#1—Cu1—O3 167.24(14) O1#1—Cu1—N1 96.74(14) O4#1—Cu1—O1#1 89.8(2)
    O2—Cu1—N1 95.87(14) O3—Cu1—O1#1 89.90(17) C2—O1—Cu1#1 127.1(3)
    O4#1—Cu1—O2 88.99(19) O4#1—Cu1—N1 98.82(14) O3—Cu1—O2 88.55(16)
    O3—Cu1—N1 93.89(14) O1#1—Cu1—O2 167.37(14) O4#1—Cu1—Cu1#1 83.34(11)
    Symmetry codes: #1: 1-x, 1-y, 1-z for 1; #1: 2-x, 1-y, 1-z for 2.

    CCDC:2123588,1;2123589,2

    NN-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,配制浓度为20 μmol·L-1的L1、L212的待测液,以DMF为参比,测定样品的UV-Vis谱图。同时,测定样品在室温下的荧光激发光谱(EX)和发射光谱(EM)。其中,L11激发狭缝为2.5 nm,发射狭缝为5.0 nm;而L22激发和发射狭缝均为10 nm。

    12溶于DMF配成1 mmol·L-1溶液,以0.1 mol·L-1 KCl为支持电解质,扫描速率为50 mV·s-1,于-1.0~0.8 V范围内进行CV扫描。

    参照文献[17]的牛津杯法进行抑菌活性实验。样品用二甲基亚砜溶解,配制成质量浓度为5.000、2.500、1.250、0.625 0、0.312 5 mg·mL-1的溶液。移取100 μL菌悬液于固体培养基上,均匀涂布,等距离放置5个牛津杯,分别移入100 μL上述溶液。把培养皿置于37 ℃恒温培养箱中培养16~24 h,测定配合物1、2对3种受试菌株的抑制作用。

    配制0.3 mmol·L-1的DPPH·甲醇溶液和不同质量浓度(0.05、0.1、0.2、0.5、0.8、1 mg·mL-1)的样品待测液备用。将文献[18]的方法略加改动,测定抗氧化活性。

    1.7.1   反应时间的确定

    在25 mL具塞棕色比色管中加入0.3 mmol·L-1 DPPH·甲醇溶液10 mL,再加入1 mg·mL-1待测液10 mL,摇匀,置于37 ℃水浴锅中,避光反应,反应一定时间(5、30、40、50、60、70和80 min)时取样,以甲醇为参比,测定516 nm处吸光度(A)。按照如下公式计算配合物对DPPH·的清除率(r),确定最佳反应时间:

    $r=\left[1-\left(A_{i}-A_{j}\right)\right]/A_{0} \times 100 \% $

    其中A0是空白对照的吸光度,Ai是加样品液后吸光度,Aj是样品液本底吸收。

    1.7.2   DPPH·清除率与质量浓度关系

    取6支10 mL具塞棕色比色管,分别加入2 mL 0.3 mmol·L-1 DPPH·甲醇溶液和2 mL不同质量浓度的样品待测液,再用1 mL甲醇定容至5 mL。摇匀,置于37 ℃水浴锅中,避光反应60 min。取样,以甲醇为参比,测定516 nm处吸光度。对DPPH·的清除率计算方法同上。

    配合物12的红外光谱如图 1所示。从图中可以看出:12在3 480、3 327 m-1和3 465、3 357 m-1处的2个中强吸收峰可归属于配体上氨基N—H的对称与反对称伸缩振动;在1 627、1 617 m-1与1 434、1 424 m-1处的2个强吸收峰可归属于醋酸根上COO-的反对称和对称伸缩振动,其峰值差Δν均为193 m-1,表明该羧酸根与Cu(Ⅱ)发生双齿配位[19]。在1 606和1 599 m-1处的吸收峰分别归属为配体L1和L2吡啶环上C=N伸缩振动[16]

    图 1

    图 1.  配合物12的FT-IR谱图
    Figure 1.  FT-IR spectra of complexes 1 and 2
    2.2.1   紫外可见光谱

    配体和配合物的UV-Vis谱图如图 2所示。由图可知,L1、L2分别在296 nm和268、313 nm处出现宽而强的吸收峰,可归属为吡啶环π-π*n-π*跃迁及NH2增色效应;而12在290 nm和264、311 nm处出现类似吸收峰,分别蓝移6 nm和4、2 nm,且峰强度明显减弱,但峰宽变化不大,可能是由于Cu2+引起配体与金属之间的电荷转移,减少了配体共轭体系的电子云密度[20-22]。此外,在320~450 nm范围内,出现较弱的由金属中心d-d跃迁引起的吸收带[23]

    图 2

    图 2.  配体、12的UV-Vis谱图
    Figure 2.  UV-Vis spectra of the ligands, 1, and 2
    2.2.2   荧光光谱

    配体和配合物的荧光光谱如图 3所示。从图 3可以看出,L11、L22的激发与发射光谱谱图相似,说明配合物12的荧光可能是配体吡啶环的π- π*跃迁所致。与配体相比,12最大发射波长分别蓝移了1、3 nm,可能是吡啶环上N原子与Cu(Ⅱ)离子配位后,配体共轭程度减弱引起的[24];同时,1的荧光强度明显减弱,约为L1的一半;而2的变化很小,略高于L2。配体荧光强度的差异主要是2个配体吡啶环上取代基的差异引起的。L1上3-CH3为供电子基,而L2上5-Br为强吸电子基,产生了重原子效应,使荧光强度明显减弱;配合物荧光强度的变化可能是配体的N通过电子转移与Cu(Ⅱ)配位,引起了分子刚性、共轭程度等改变所致[22, 25]

    图 3

    图 3.  配体、12的荧光谱图
    Figure 3.  Fluorescence spectra of the ligands, 1, and 2

    单晶分析结果表明,1属于正交晶系,Pbca空间群;2为单斜晶系,P21/n空间群。12的分子结构如图 45所示。由图可知,12均为对称的双核铜配合物,都是由2个配体分子(L1或L2)、4个醋酸根离子和2个Cu2+组成。每个Cu2+都是五配位的,分别与1个来自L1或L2吡啶环的N原子、4个来自于醋酸根的O原子配位。每一个醋酸根均以二齿桥联配体形式与2个Cu2+配位,形成双核铜笼状结构,其轴向被吡啶环上N占据。双核铜12的金属离子中心间距分别为0.269 04(8)、0.264 54(12) nm,小于2个铜原子的范德华半径之和(0.286 nm),大于2个铜离子半径之和(0.255 nm)[24]12中五配位的铜离子均为四方锥几何构型,对1而言,O1、O2#1、O3、O4#1四个原子处于同一平面(平均偏离该平面距离为0.000 06 nm),构成四方锥的锥底;Cu1距离该平面的距离为0.024 38 nm,而N1位于锥顶,与Cu1距离为0.222 7(2) nm。对2而言,O1#1、O2、O3、O4#1四个原子可近似看作处于同一平面(平均偏离该平面距离为0.000 1 nm),构成四方锥的锥底;Cu1距离该平面的距离为0.021 73 nm,而N1位于锥顶,与Cu1距离为0.222 6(3) nm。通过对比中心Cu2+相关的键长、键角等数据,可知12均为变形的四方锥结构。图 6图 712沿a轴的晶胞堆积图,配合物通过范德华力、吡啶环之间的π-π堆积作用等分子间作用力,形成了三维空间结构。

    图 4

    图 4.  配合物1的分子结构
    Figure 4.  Molecular structure of complex 1

    图 5

    图 5.  配合物2的分子结构
    Figure 5.  Molecular structure of complex 2

    图 6

    图 6.  配合物1沿a轴的晶胞堆积图
    Figure 6.  Cell stacking diagram along the a-axis of complex 1

    图 7

    图 7.  配合物2沿a轴的晶胞堆积图
    Figure 7.  Cell stacking diagram along the a-axis of complex 2

    配合物12的CV曲线如图 8所示。由图可知,配合物12在-1.0~0.8 V范围内分别给出了2对氧化还原峰。配合物1氧化峰电位Epa1=-0.153 V,Epa2=0.202 V,还原峰电位Epc1=-0.392 V,Epc2=0.133 V。峰电位差ΔEp1=0.239 V,ΔEp2=0.069 V;半峰电位Ep1/2, 1=0.119 V,Ep1/2, 2=0.034 V;峰电流比Ipa1/Ipc1= 6.046,Ipa2/Ipc2=1.201。配合物2氧化峰电位Epa1′ =-0.148 V,Epa2′=0.218 V,还原峰电位Epc1′=-0.505 V,Epc2′ =0.114 V。峰电位差ΔEp1′ =0.357 V,ΔEp2′ = 0.104 V;半峰电位Ep1/2, 1′=0.178 V,Ep1/2, 2′=0.052 V;峰电流比Ipa1′/Ipc1′=1.878,Ipa2′/Ipc2′=1.093。

    图 8

    图 8.  配合物12的CV曲线
    Figure 8.  CV curves of complexes 1 and 2

    由峰电位差、半峰电位和峰电流比可知,配合物12的2对氧化还原峰分别对应$ \mathrm{Cu( II )}+\mathrm{e}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{Cu}(\mathrm{I})+\mathrm{e}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{Cu}(0)$的氧化还原过程,因此可认为12中铜中心离子可以发生准可逆的氧化还原反应[23]

    配合物的抑菌实验结果见表 3。从中可以看出,在测试质量浓度范围内(0.312 5~5.000 mg· mL-1),随样品质量浓度(ρ)增加,样品对3种受试菌株的抑菌作用增强。配合物12S. AureusB. subtilis抑制作用非常强,对E. coli抑制作用一般,与已有报道一致[26-27]。研究表明,E. coli抗药性越来越强,可能是其外膜的亲水多糖链起到配合物渗透屏障作用引起的[27-28]

    表 3

    表 3  配合物12的抑菌活性
    Table 3.  Antibacterial activities of complexes 1 and 2
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    Complex ρ/(mg·mL-1) Diameter of inhibition zone/mm
    E. coli S. Aureus B. subtilis
    1 0.312 5 12.03 10.25 11.29
    0.625 0 11.71 11.54 11.73
    1.250 13.28 14.84 16.43
    2.500 14.54 21.23 17.59
    5.000 12.11 20.13 22.84
    2 0.312 5 8.24 9.60 9.73
    0.625 0 8.70 9.75 10.35
    1.250 9.86 11.10 15.05
    2.500 10.74 16.00 20.50
    5.000 11.37 22.75 25.08

    配合物12清除DPPH·的反应时间测定结果见图 9。由图可知,12对DPPH·具有优良的清除作用;随着反应时间的延长,清除率不断增大,30 min时,12的清除率分别达到75% 和72%,60 min时清除率最大(92% 和93%),再延长时间,清除率基本不发生明显改变,故确定清除DPPH·的最佳反应时间为60 min。

    图 9

    图 9.  配合物12清除DPPH·的反应时间
    Figure 9.  Reaction times of complexes 1 and 2 to scavenge DPPH·

    图 10是不同浓度的配合物12对DPPH·的清除率曲线。由图可知,随着质量浓度的增加,配合物对DPPH·清除率增大。在0.05~0.5 mg·mL-1范围内,1的质量浓度与DPPH·清除率呈良好线性关系,其回归方程为y=1.426x+0.197 5,R2=0.998 8,IC50为0.21 mg·mL-1;在0.05~1.0 mg·mL-1范围内,2的质量浓度与DPPH·清除率呈良好线性关系,其回归方程为y=0.730 3x+0.125 2,R2=0.996 8,IC50为0.51 mg· mL-1。说明二者清除DPPH·能力良好,具有较强的抗氧化活性。

    图 10

    图 10.  配合物12对DPPH·的清除率曲线
    Figure 10.  Curves of scavenging rate of complexes 1 and 2 to DPPH·

    合成了2个新的双核铜配合物[Cu2(CH3COO)4 (L1)2] (1)和[Cu2(CH3COO)4(L2)2] (2),并采用熔点、X射线单晶衍射、红外光谱、紫外可见光谱等手段进行了结构表征。配合物12均具有五配位的变形四方锥构型。循环伏安法实验结果表明,配合物12可发生准可逆氧化还原过程。生物活性实验结果表明,12对实验测试菌株B. subtilisS. aureus表现出优良的抑制作用;对DPPH·具有良好的清除效率,IC50分别为0.21和0.51 mg·mL-1。此外,它们具有一定的荧光发射性能。本研究结果对设计、开发具有优良生物活性、光学性能的铜配合物具有一定的参考价值。


    1. [1]

      Wang L, Wei Z L, Liu C, Dong W K, Ru J X. Synthesis and Characterization for a Highly Selective Bis (salamo)-Based Chemical Sensor and Imaging in Living Cell[J]. Spectrochim. Acta A, 2020, 239:  118496. doi: 10.1016/j.saa.2020.118496

    2. [2]

      Zhang W Z, Li R Y, Li P, Chen Z Z, Dong W K. A Novel PyridineContaining Half-Salamo-Based "On-Off-On" Fluorescent Sensor for Continuous Detecting Cu2+ and S2-, and Its Structural Features of Copper(Ⅱ) Complex[J]. Inorg. Chim. Acta, 2021, 521:  120344. doi: 10.1016/j.ica.2021.120344

    3. [3]

      Mudi P K, Bandopadhyay N, Joshi M, Shit M, Paul S, Choudhury R A, Biswas B. Schiff Base Triggering Synthesis of Copper(Ⅱ) Complex and Its Catalytic Fate towards Mimics of Phenoxazinone Synthase Activity[J]. Inorg. Chim. Acta, 2020, 505:  119468. doi: 10.1016/j.ica.2020.119468

    4. [4]

      蔡戴宏, 莫慧雯, 何良, 乐学义. 三元混配铜(Ⅱ)配合物的晶体结构、DNA作用及其生物活性[J]. 无机化学学报, 2021,37,(1): 74-84. CAI D H, MO H W, HE L, LE X Y. Crystal Structure, DNA Binding Properties and Biological Activities of a Ternary Mixed-Ligand Copper(Ⅱ) Complex[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2021, 37(1):  74-84.

    5. [5]

      Leung C H, Lin S, Zhong H J, Ma D L. Metal Complexes as Potential Modulators of Inflammatory and Autoimmune Responses[J]. Chem. Sci., 2015, 6(2):  871-884. doi: 10.1039/C4SC03094J

    6. [6]

      Iftikhar B, Javed K, Khan M S U, Akhter Z, Mirza B, Mckee V. Synthesis, Characterization and Biological Assay of Salicylaldehyde Schiff Base Cu (Ⅱ) Complexes and Their Precursors[J]. J. Mol. Struct., 2018, 1155:  337-348. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.11.022

    7. [7]

      Saikumari N. Synthesis and Characterization of Amino Acid Schiff Base and Its Copper(Ⅱ) Complex and Its Antimicrobial Studies[J]. Mater. Today: Proc., 2021, 47:  1777-1781. doi: 10.1016/j.matpr.2021.02.607

    8. [8]

      Ali A, Sepay N, Afzal M, Sepay N, Alarifi , A , Shahid M, Ahmad M. Molecular Designing, Crystal Structure Determination and In Silico Screening of Copper(Ⅱ) Complexes Bearing 8-Hydroxyquinoline Derivatives as Anti-COVID-19[J]. Bioorg. Chem., 2021, 110:  104772. doi: 10.1016/j.bioorg.2021.104772

    9. [9]

      Neethu K S, Sivaselvam S, Theetharappan M, Ranjitha J, Bhuvanesh N S P, Ponpandian N, Neelakantan M A, Kaveri M V. In Vitro Evaluations of Biomolecular Interactions, Antioxidant and Anticancer Activities of Nickel(Ⅱ) and Copper(Ⅱ) Complexes with 1:2 Coordination of Anthracenyl Hydrazone Ligands[J]. Inorg. Chim. Acta, 2021, 524:  120419. doi: 10.1016/j.ica.2021.120419

    10. [10]

      Chai L Q, Li Y X, Chen L C, Zhang J Y, Huang J J. Synthesis, X-ray Structure, Spectroscopic, Electrochemical Properties and DFT Calculation of a Bridged Ainuclear Copper(Ⅱ) Complex[J]. Inorg. Chim. Acta, 2016, 444:  193-201. doi: 10.1016/j.ica.2016.01.038

    11. [11]

      Dhahagani K, Kesavan M P, Vinoth K G G, Ravi L, Rajagopal G, Rajesh J. Crystal Structure, Optical Properties, DFT Analysis of New Morpholine Based Schiff Base Ligands and Their Copper (Ⅱ) Complexes: DNA, Protein Docking Analyses, Antibacterial Study and Anticancer Evaluation[J]. Mater. Sci. Eng., 2018, 90:  119-130. doi: 10.1016/j.msec.2018.04.032

    12. [12]

      Vincent S G, Joseph J. Evaluation of Antioxidant Activity and Antimalarial Activity of Flavone Based Tetradentate Ligand and Its Metal Complexes[J]. Mater. Today: Proc., 2021, 45:  2159-2165. doi: 10.1016/j.matpr.2020.10.008

    13. [13]

      Liu R X, Wang C Y, Wu Y S, Luo R Y, Jiang X H, Tang M T, Liu Y C, Chen Z F, Liang H. The Copper(Ⅱ) Complexes of New Anthrahydrazone Ligands: In Vitro and In Vivo Antitumor Activity and Structure-Activity Relationship[J]. J. Inorg. Biochem., 2020, 212:  111208. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2020.111208

    14. [14]

      Kendur U, Chimmalagi G H, Patil S M, Gudasi K B, Frampton C S, Mangannavar C V, Muchchandi I S. Mononuclear Late First Row Transition Metal Complexes of ONO Donor Hydrazone Ligand: Synthesis, Characterization, Crystallographic Insight, In Vivo and In Vitro Anti-inflammatory Activity[J]. J. Mol. Struct., 2018, 1153:  299-310. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.10.022

    15. [15]

      Ayoub M A, Abd-Elnasser E H, Ahmed M A, Rizk M G. Some New Metal(Ⅱ) Complexes Based on Bis-Schiff Base Ligand Derived from 2-Acetylethiophine and 2, 6-Diaminopyridine: Syntheses, Structural Investigation, Thermal, Fluorescence and Catalytic Activity Studies[J]. J. Mol. Struct., 2018, 1163:  379-387. doi: 10.1016/j.molstruc.2018.03.006

    16. [16]

      李理. 双吡啶化合物3, 7-di (3-pyridyl)-1, 5-dioxa-3, 7-diazacyclooctane构建的四个过渡金属配合物的合成、结构及热稳定性[J]. 无机化学学报, 2021,37,(1): 121-130. LI L. Preparation, Structures and Thermal Stabilities of Four Transition Metal Complexes Constructed by 3, 7-Di (3-pyridyl)-1, 5-dioxa-3, 7diazacyclooctane Bipyridine Ligand[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2021, 37(1):  121-130.

    17. [17]

      Xu R B, Yang X T, Li H N, Zhao P C, Li J J, Zhao Y X. Preparation, Characterisation, Crystal Structure and Antibacterial Activity of Two Bis-Schiff Bases Containing a Piperazine Ring[J]. J. Chem. Res., 2018, 42(10):  512-514. doi: 10.3184/174751918X15383854898654

    18. [18]

      Bursal E, Turkan F, Buldurun K, Turan N, Aras A, Çolak N, Murahari M, Yergeri M C. Transition Metal Complexes of a Multidentate Schiff Base Ligand Containing Pyridine: Synthesis, Characterization, Enzyme Inhibitions, Antioxidant Properties, and Molecular Docking Studies[J]. BioMetals, 2021, 34(2):  393-406. doi: 10.1007/s10534-021-00287-z

    19. [19]

      Mathey Y, Greig D R, Shriver D F. Variable-Temperature Raman and Infrared Spectra of the Copper Acetate Dimer Cu2(O2CCH3)4(H2O)2 and Its Derivatives[J]. Inorg. Chem., 1982, 21(9):  3409-3413. doi: 10.1021/ic00139a028

    20. [20]

      Pattanayak P, Pratihar J L, Patra D, Brandão P, Felix V. Synthesis, Crystal Structure, Spectral Properties and Catalytic Activity of Binuclear Copper (Ⅱ), Mononuclear Nickel (Ⅱ) and Cobalt (Ⅲ) Complexes Containing Schiff Base Ligand[J]. Inorg. Chim. Acta, 2014, 418:  171-179. doi: 10.1016/j.ica.2014.04.021

    21. [21]

      张宏佳, 常健, 贾浩然, 孙银霞. 含肟基的Schiff碱Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)配合物的合成、超分子结构和光谱性质[J]. 无机化学学报, 2018,34,(12): 2261-2270. doi: 10.11862/CJIC.2018.261ZHANG H J, CHANG J, JIA H R, SUN Y X. Syntheses, Supramolecular Structures and Spectroscopic Properties of Cu(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) Complexes with Schiff Base Containing Oxime Group[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2018, 34(12):  2261-2270. doi: 10.11862/CJIC.2018.261

    22. [22]

      Srivastava A K, Yadav P, Srivastava K, Prasada J. Synthesis, Characterization, Biological and Electrochemical Investigation of Copper(Ⅱ) Complexes Containing 4-Chloro-2-[2, 6-diisopropylphenylimino) methyl]phenol Schiff Base Ligand and Aromatic Diinines[J]. Chem. Data Collect., 2021, 32:  100659. doi: 10.1016/j.cdc.2021.100659

    23. [23]

      Eren T, Kose M, Kurtoglu N, Ceyhan G, McKee V, Kurtoglu M. An Azo-azomethine Ligand and Its Copper(Ⅱ) Complex: Synthesis, X-ray Crystal Structure, Spectral, Thermal, Electrochemical and Photoluminescence Properties[J]. Inorg. Chim. Acta, 2015, 430:  268-279. doi: 10.1016/j.ica.2015.03.010

    24. [24]

      杨莉宁, 刘春叶, 成昭, 梁玲玲, 张剑. 基于硝基咪唑衍生物的Cu(Ⅱ)、Ag(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及生物活性[J]. 无机化学学报, 2021,37,(9): 1547-1554. YANG L N, LIU C Y, CHENG Z, LIANG L L, ZHANG J. Synthesis, Crystal Structure and Biological Activity of Cu (Ⅱ) and Ag (Ⅱ) Complexes Involving Nitroimidazole Derivative[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2021, 37(9):  1547-1554.

    25. [25]

      苏琼, 赵青, 安晓欣, 王彦斌, 李肖妍, 董文魁. 铜(Ⅱ)和镍(Ⅱ)Salamo型配合物的合成、晶体结构、Hirshfeld表面分析、热稳定和荧光性质[J]. 无机化学学报, 2019,35,(3): 524-536. SU Q, ZHAO Q, AN X X, WANG Y B, LI X Y, DONG W K. Syntheses, Crystal Structures, Hirshfeld Surface Analyses, Thermal and Fluorescent Properties of Cu(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) Salamo-Type Complexes[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2019, 35(3):  524-536.

    26. [26]

      陈强, 邓永嘉. 大肠杆菌外膜蛋白研究概述[J]. 中国动物保健, 2013(12): 21-23. doi: 10.3969/j.issn.1008-4754.2013.12.009CHEN Q, DENG Y J. Overview of Research on E[J]. coli Outer Membrane Protein. China Animal Health, 2013, (12):  21-23. doi: 10.3969/j.issn.1008-4754.2013.12.009

    27. [27]

      Stănilă A, Braicu C, Stănilă S. Antibacterial Activity of Copper and Cobalt Amino Acids Complexes[J]. Not. Bot. Horti Agrobot. Cluj-Na., 2011, 39(2):  124-129. doi: 10.15835/nbha3926847

    28. [28]

      马鹏, 胡晓清, 陈久洲, 王小元. 大肠杆菌细胞外膜渗透性与脂多糖结构的关系[J]. 微生物学通报, 2011,38,(8): 1307-1315. MA P, HU X Q, CHEN J Z, WANG X Y. The Effect of the Structure of Lipopolysaccharide on the Permeability of Escherichia coli Cell Membranes[J]. Microbiology, 2011, 38(8):  1307-1315.

  • 图 1  配合物12的FT-IR谱图

    Figure 1  FT-IR spectra of complexes 1 and 2

    图 2  配体、12的UV-Vis谱图

    Figure 2  UV-Vis spectra of the ligands, 1, and 2

    图 3  配体、12的荧光谱图

    Figure 3  Fluorescence spectra of the ligands, 1, and 2

    图 4  配合物1的分子结构

    Figure 4  Molecular structure of complex 1

    图 5  配合物2的分子结构

    Figure 5  Molecular structure of complex 2

    图 6  配合物1沿a轴的晶胞堆积图

    Figure 6  Cell stacking diagram along the a-axis of complex 1

    图 7  配合物2沿a轴的晶胞堆积图

    Figure 7  Cell stacking diagram along the a-axis of complex 2

    图 8  配合物12的CV曲线

    Figure 8  CV curves of complexes 1 and 2

    图 9  配合物12清除DPPH·的反应时间

    Figure 9  Reaction times of complexes 1 and 2 to scavenge DPPH·

    图 10  配合物12对DPPH·的清除率曲线

    Figure 10  Curves of scavenging rate of complexes 1 and 2 to DPPH·

    表 1  配合物12的晶体学数据及结构精修参数

    Table 1.  Crystallographic data and details of refinements for complexes 1 and 2

    Parameter 1 2
    Empirical formula C20H28Cu2N4O8 C18H22Br2Cu2N4O8
    Formula weight 579.54 709.29
    Crystal system Orthorhombic Monoclinic
    Space group Pbca P21/n
    a/nm 1.454 1(4) 1.150 0(5)
    b/nm 0.834 9(2) 0.846 5(4)
    c/nm 2.002 0(6) 1.372 5(5)
    β/(°) 107.603(4)
    V/nm3 2.430 5(12) 1.273 7(10)
    Z 4 2
    Dc/(g·cm-3) 1.584 1.850
    F(000) 1 192 700.0
    Range of θ/(°) 2.034-27.545 2.031-27.482
    Limiting indices -16 ≤ h ≤ 18, -10 ≤ k ≤ 10, -26 ≤ l ≤ 21 -14 ≤ h ≤ 9, -10 ≤ k ≤ 10, -16 ≤ l ≤ 17
    Reflection collected 14 207 6 203
    Independent reflection 2 793 2 883
    Rint 0.050 8 0.028 5
    GOF on F2 1.095 1.089
    R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.035 5, 0.083 5 0.048 8, 0.168 4
    R1, wR2 (all data) 0.056 3, 0.091 6 0.066 2, 0.182 1
    Largest diff. peak and hole/(e·nm-3) 337 and -406 1 007 and -602
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    表 2  配合物12结构中部分键长(nm)和键角(°)

    Table 2.  Selected bond lengths (nm) and bond angles (°) of complexes 1 and 2

    1
    O1—Cu1 0.197 9(19) Cu1—N1 0.222 7(2) Cu1—O3 0.195 1(19)
    Cu1—O2#1 0.198 7(2) Cu1—O4#1 0.196 5(2)
    C1—O1—Cu1 124.06(19) O3—Cu1—O4#1 165.57(8) O3—Cu1—O1 88.24(9)
    O4#1—Cu1—O1 87.87(9) O3—Cu1—O2#1 89.83(9) O4#1—Cu1—O2#1 90.56(9)
    O1—Cu1—O2#1 165.84(8) O3—Cu1—N1 97.93(8) O4#1—Cu1—N1 96.41(8)
    O1—Cu1—N1 99.21(8) O2#1—Cu1—N1 4.95(8)
    2
    Cu1—O4#1 0.194 7(3) Cu1—N1 0.222 6(3) Cu1—O3 0.195 8(3)
    Cu1—O2 0.198 7(4) Cu1—O1#1 0.198 2(4)
    O4#1—Cu1—O3 167.24(14) O1#1—Cu1—N1 96.74(14) O4#1—Cu1—O1#1 89.8(2)
    O2—Cu1—N1 95.87(14) O3—Cu1—O1#1 89.90(17) C2—O1—Cu1#1 127.1(3)
    O4#1—Cu1—O2 88.99(19) O4#1—Cu1—N1 98.82(14) O3—Cu1—O2 88.55(16)
    O3—Cu1—N1 93.89(14) O1#1—Cu1—O2 167.37(14) O4#1—Cu1—Cu1#1 83.34(11)
    Symmetry codes: #1: 1-x, 1-y, 1-z for 1; #1: 2-x, 1-y, 1-z for 2.
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    表 3  配合物12的抑菌活性

    Table 3.  Antibacterial activities of complexes 1 and 2

    Complex ρ/(mg·mL-1) Diameter of inhibition zone/mm
    E. coli S. Aureus B. subtilis
    1 0.312 5 12.03 10.25 11.29
    0.625 0 11.71 11.54 11.73
    1.250 13.28 14.84 16.43
    2.500 14.54 21.23 17.59
    5.000 12.11 20.13 22.84
    2 0.312 5 8.24 9.60 9.73
    0.625 0 8.70 9.75 10.35
    1.250 9.86 11.10 15.05
    2.500 10.74 16.00 20.50
    5.000 11.37 22.75 25.08
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  • 发布日期:  2022-07-01
  • 收稿日期:  2022-01-21
  • 修回日期:  2022-04-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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