铜、锌和镍配合物的合成与表征：作为潜在抗癌剂的分子轨道分析、抗氧化活性及细胞毒性研究

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《Journal of Molecular Structure》：Synthesis and Characterization of Copper, Zinc, and Nickel Complexes as Potential Anticancer Agents: Molecular Orbital Analysis, Antioxidant activities and Cytotoxic Properties

【字体：大中小】 时间：2026年02月21日 来源：Journal of Molecular Structure 4.7

编辑推荐：

　　本研究合成了Cu(II)、Ni(II)、Zn(II)混合配位化合物，通过X射线单晶衍射确认结构，Cu(II)和Zn(II)化合物在MTT实验中显示显著抗增殖活性（IC50为2.6-17 μM），部分活性超过顺铂，并诱导凋亡。FMO分析和电化学研究揭示了电子特性，CUPRAC和DPPH测试显示抗氧化活性依次为Cu(II)>Zn(II)>Ni(II)。铜和锌配合物具有双重抗氧化和抗肿瘤特性，为后续药物开发提供候选。

作者：Elif AVCU ALTIPARMAK、Güne? ?ZEN ERO?LU、Ay?e EROL BOZKURT、Tülay BAL-DEM?RC?、Nam?k ?ZDEM?R

土耳其伊斯坦布尔大学-Cerrahpa?a工程学院化学系无机化学教研室，邮编34320

摘要

本研究合成了系列混合配体配合物——[M(L)(tmp)]（M = Cu(II)、Ni(II)）和[Zn(HL)(tmp)(OAc)]，其中使用了ONS型三齿配体5-硝基水杨醛-N-苯基硫半卡巴唑（H?L）和2,4,6-三甲基吡啶（tmp）作为辅助配体。通过元素分析、FT-IR、UV–Vis、1H NMR和ESI–MS光谱技术对合成化合物进行了表征，确认了它们的组成和配位环境。单晶X射线衍射显示Cu(II)和Ni(II)配合物具有略微扭曲的平面四方结构（τ?分别为0.15和0.05），而Zn(II)配合物则基于光谱和分析证据表现出五配位结构。通过MTT实验评估了该配体及其配合物对THP-1、MDA-MB-231、K562和HCT-116癌细胞系以及正常HUVEC细胞的抗增殖活性。Cu(II)和Zn(II)衍生物表现出显著的细胞毒性（IC?? = 2.6–17 μM），在某些情况下甚至超过了顺铂的毒性；而Ni(II)化合物的活性则明显较低。此外，还通过Annexin V/PI染色和流式细胞术分析了Cu(II)配合物诱导细胞凋亡的作用。通过前沿分子轨道（FMO）分析和电化学研究了解了这些配合物的电子特性。CUPRAC和DPPH实验测得的抗氧化活性顺序为Cu(II) > Zn(II) > Ni(II)。总体而言，铜和锌配合物表现出较强的双重抗氧化和细胞毒性特性，显示出作为进一步抗癌研究的有希望的候选物的潜力。

引言

过渡金属配合物因其多样的配位化学性质和可调的生物活性而长期以来被研究作为治疗剂。它们已被用于癌症、神经系统疾病、糖尿病、病毒感染以及阿尔茨海默病等神经退行性疾病的 treatment [[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]]。金属离子能够显示不同的氧化态、形成多种几何结构，并与其他分子相互作用。

配体及配合物的合成

配体5-硝基水杨醛-N-苯基硫半卡巴唑（H?L）的制备遵循了改进的文献方法 [[48], [49], [50]]。将等摩尔的N-苯基硫半卡巴肼（0.84 g，5 mmol）和5-硝基水杨醛（0.84 g，5 mmol）在乙醇中回流2小时。生成的黄色沉淀物经过过滤、冷乙醇洗涤后真空干燥。其身份通过元素分析、红外光谱和1H NMR光谱得到确认。（见图S1、S5）。

H?L：收率：92%；熔点：

合成与物理性质

金属配合物是通过将制备好的配体（H?L）与相应的金属(II)盐在回流条件下反应制得的。对于每个反应，先将配体溶解在乙醇中，然后逐滴加入等摩尔的金属(II)盐（NiCl?·6H?O、CuCl?·2H?O或Zn(OAc)?·2H?O），同时持续搅拌。加入金属盐后，再向反应体系中加入2,4,6-三甲基吡啶（tmp）作为辅助配体。

结论

本研究成功合成了含有5-硝基水杨醛-N-苯基硫半卡巴唑和2,4,6-三甲基吡啶的新型Ni(II)、Cu(II)和Zn(II)混合配合物，并通过FT-IR、UV–Vis、1H NMR、ESI-MS和元素分析对其进行了表征。单晶X射线衍射分析表明，Ni(II)和Cu(II)配合物具有扭曲的平面四方结构，而Zn(II)配合物则通过配位作用形成了五配位结构。

作者贡献

所有作者均同意手稿的最终版本。

数据获取

CCDC 2364827和2364828包含本文报道化合物的补充晶体学数据。这些数据可通过https://www.ccdc.cam.ac.uk/structures免费获取。作者声明，支持本研究结果的数据可在论文及其补充信息文件（ESI）中找到。

利益冲突

作者声明不存在可能影响本文工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

未引用参考文献

[71, [79], [80], [81], [105]

CRediT作者贡献声明

Elif AVCU ALTIPARMAK： 初稿撰写、实验研究。 Güne? ?ZEN ERO?LU： 实验研究、数据管理。 Ay?e EROL BOZKURT： ?初稿撰写、方法学设计。 Tülay BAL-DEM?RC?： 文稿修订与编辑、项目监督。 Nam?k ?ZDEM?R： 初稿撰写、项目监督。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文工作的已知竞争性财务利益或个人关系。