两种新型Co(II)配合物与1,3,5-三嗪衍生物的合成、结构表征及其细胞毒性研究

《Polyhedron》：Synthesis, structural characterization, and cytotoxic activity of two novel Co(II) complexes with 1,3,5-triazine derivatives

双核钴配合物3a和3b配体在乙醇中合成，通过单晶X射线衍射证实4号配合物为单斜晶系P2?/c空间群，5号配合物为三斜晶系P1?空间群，均形成七元环配位结构。Hirshfeld面分析显示配体与钴离子间存在显著H·Cl/Cl·H作用。MTT法评估显示5号配合物对SGC-7901细胞具有最佳细胞毒性。

　　

姚瑶曹 | 林梦杰 | 徐琳宇 | 陈佳青 | 胡鹏宏 | 张志鹏 | 沈大华

江苏省海洋大学药学院，江苏省海洋生物资源与环境重点实验室，江苏省海洋生物产业技术协同创新中心，连云港222005，中华人民共和国

摘要

通过将4-氯-6-(4-甲基哌啶-1-基)-N-(吡啶-2-基甲基)-1,3,5-三嗪-2-胺（3a）和6-氯-N²,N²-二丙基-N⁴(吡啶-2-基甲基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺（3b）配体在乙醇中混合，制备了两种新型钴(II)配合物。这两种钴(II)配合物（配体3a的配合物4和配体3b的配合物5）以及配体3a本身，均通过单晶X射线衍射技术进行了表征。晶体学分析表明，配合物4属于单斜晶系，空间群为P2₁/c，而配合物5属于三斜晶系，空间群为P1?。在它们的分子结构中，每个配合物中的钴(II)离子由四个配体原子配位：来自配体的两个氮原子和来自钴盐的两个氯原子。利用Hirshfeld表面分析以及分子间相互作用的2D指纹图谱进行比较结构分析，发现配体3a与两种配合物之间存在显著的结构差异。此外，还通过MTT实验评估了这些钴(II)配合物的细胞毒性。结果表明，配合物5对SGC-7901细胞的细胞毒性最强。

引言

近年来，由于金属离子具有多样的配位几何结构、可变的氧化态以及对有机配体的亲和力，它们在生物无机化学领域发挥了重要作用[1]。过渡金属配合物因其丰富的结构特性和广泛的应用前景而受到了研究人员的广泛关注[2]、[3]。特别是钴离子，因其抗病毒、抗菌等生物活性而被广泛研究，为进一步研究奠定了坚实的基础[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。据报道，钴配合物对多种癌细胞系表现出抗癌作用，并且与现有的化疗药物相比具有较低的毒性[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]。 1,3,5-三嗪核心是药物化学中的重要骨架，具有广泛的生物和药理活性。许多研究表明，1,3,5-三嗪衍生物具有多种生物活性，包括抗癌、抗菌、抗氧化、抗病毒、抗炎和抗疟疾作用[19]、[20]、[21]、[22]。特别是，许多1,3,5-三嗪衍生物显示出显著的抗肿瘤活性，其中一些已经进入临床开发阶段[23]、[24]、[25]、[26]、[27]。除了直接的生物活性外，1,3,5-三嗪化合物还是高效的金属螯合剂，含有1,3,5-三嗪配体的多种金属配合物也表现出优异的抗癌性能[28]、[29]、[30]、[31]。同样，2-(氨基甲基)吡啶也常被用作配体设计中的关键结构单元。其结构中的氨基可以自由旋转，形成类似2,2′-联吡啶的构象。在这种构象下，氨基的氮原子和吡啶环的氮原子可以协同参与金属配位，从而产生强大的螯合能力[32]、[33]、[34]、[35]、[36]。因此，许多基于2-(氨基甲基)吡啶的金属配合物也被报道具有很强的抗癌活性[37]、[38]、[39]、[40]、[41]。 基于我们之前关于1,3,5-三嗪衍生物作为抗癌剂的研究[27]、[42]、[43]、[44]，本文报道了两种基于1,3,5-三嗪配体的钴(II)配合物（4和5）的合成、X射线晶体学表征及其抗癌活性，并对配体3a本身进行了比较研究。

材料与物理方法

所有试剂均为分析级，按原样使用。反应通过玻璃背衬的硅胶板（Silica Gel 60 GF254，青岛海洋化工公司，中国）上的薄层色谱（TLC）进行监测。可视化通过紫外光（型号UV-IIB 254 nm）或碘蒸气染色实现。柱层析使用硅胶H（300–400目）进行。熔点使用WRS-1B数字熔点仪测定（未经校正）。

配体的合成与表征

配体3a和3b的合成路线如图1所示。这两种化合物通过柱层析纯化，并通过红外光谱（IR）和核磁共振光谱（NMR）进行了表征，所有光谱数据与其提出的结构一致。 化合物3a的结构通过单晶X射线衍射进一步确认（图1、图2和表1）。化合物3a以中心对称的单斜晶系P2₁/n结晶，每个不对称单元包含一个分子，每个单元包含四个分子。

结论

本研究合成了两种新的钴(II)配合物4和5，它们由基于1,3,5-三嗪的配体3a和3b制备，并通过红外光谱和单晶X射线衍射进行了表征。结构分析表明，这些配体通过2-(氨基甲基)吡啶部分的氮原子和三嗪环与钴(II)中心配位，形成了一个七元螯合环。Hirshfeld表面分析显示H···Cl/Cl···H相互作用对配体与钴离子的结合有显著贡献。

作者贡献声明

姚瑶曹：撰写——原始草案、方法学、概念构思。 林梦杰：方法学。 徐琳宇：方法学。 陈佳青：方法学。 胡鹏宏：方法学。 张志鹏：方法学。 沈大华：软件、方法学、资金获取、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

无致谢。