《Journal of Molecular Structure》：Investigation of copper (II) complex with bidentate ligand: DFT calculations, potential in biological activity and interaction with CT-DNA
编辑推荐：
本文合成了1,3-二苯基-2-((对甲苯基)肼基)丙烷-1,3-二酮（HL）及其Cu(II)配合物，通过光谱、热分析和DFT计算揭示了其结构特征，证实Cu(II)配合物为八面体几何构型，具有显著的DNA结合活性和广谱抗菌活性。
Abeer A. Ageeli | Nada M. Alatawi | Deemah Mizher Alenazy | Nada D. Alkhathami | Ibtisam Mousa | Hind Ahmed Siddiq | Abdel-Nasser M.A. Alaghaz | Ghada N. Rezk | Ashraf A. El-Bindary
沙特阿拉伯贾赞大学科学学院化学系，物理科学系，邮政信箱114，贾赞45142
引言
偶氮染料通常通过其氮-氮键（–N=N–）来识别，该键被苯或萘基团取代。这类染料包含多种取代基[1]。根据所含偶氮基的数量，偶氮染料可进一步分为单偶氮、双偶氮和三偶氮三类。对酮-烯醇互变异构现象的光谱研究[2]表明，无论是天然存在的还是合成的互变异构染料，在多种科学和技术领域都有广泛的应用[3]。偶氮染料是最重要的发色团之一，在工业、研究和医学领域有着广泛的应用。由于其稳定性高、颜色强度大、使用方便且种类繁多，偶氮染料构成了合成染料的最大类别[4,5]。例如，依赖染料的行业包括纺织纤维、制药、皮革、涂料、纸张和塑料、染料敏化太阳能电池、光学、金属提取、传感器等[5]。除了作为商业染料的着色剂外，它们还应用于喷墨印刷、热转印印刷、摄影、彩色添加剂、生物医学领域、分子识别、光控聚合物以及液晶产业[6]。由于偶氮染料具有抗真菌、抗菌、抗惊厥、抗病毒、抗炎、抗结核、镇痛作用，以及与DNA结合和化学传感等特性，因此受到了特别关注[7,8]。
多功能β-二酮在有机化学和无机化学中都有应用。一个亚甲基连接两个羰基（C=O）形成β-二酮。在溶液中，β-二酮的烯醇式和酮式互变异构体处于平衡状态。β-二酮中的负离子可作为良好的螯合剂，这类化合物具有优异的光学、电学和磁学性质[9]。β-二酮是一种非常有趣的物质，在日常生活中以及医药和化学领域都有许多用途。由于其在癌症化疗[10]、抗菌剂[11]、抗病毒剂[12]、杀菌剂[11]、催化[13]和其他生物学特性[14,15]中的多种应用，关于金属离子与β-二酮配体配位化学的研究非常多。
不同配体与铜离子的配位形成了铜配合物。铜配合物的几何构型取决于所涉及的配体及铜离子的氧化态，最常见的构型有八面体、四面体和正方形平面[16]。某些铜配合物因存在未配对电子而具有顺磁性[17]。铜离子在氧化还原过程中可以改变其氧化态，因此可用作多种化学反应的催化剂[17,18]。铜配合物在医学和加工等多个领域具有重要应用。在工业中，铜配合物被用作精细化合物合成和聚合物制造的催化剂[18]。在医学上，铜配合物用于治疗体内铜积累有害的疾病（如威尔森病）。此外，由于铜配合物能产生能破坏癌细胞的活性氧物质，因此正在研究其作为潜在抗癌药物的可能性[19]。铜配合物在环境保护中也发挥着重要作用，它们被用于水处理过程以去除有害杂质，并通过催化作用帮助分解环境污染物[20,21]。
本文描述了1,3-二苯基-2-(2-(对甲苯基)肼基)丙烷-1,3-二酮配体（HL）及其Cu(II)配合物的制备方法，并通过多种物理分析对其进行了研究。还利用DFT计算从理论上探讨了这些物质的电子特性。针对配体（HL）和Cu(II)配合物，研究了最优键长、键角及相关的量子化学效应。此外，还对所研究的Cu(II)配合物进行了针对多种细菌、真菌和病毒的抗菌测试。同时，通过吸收光谱和粘度测量来研究DNA与合成的HL和Cu(II)配合物之间的相互作用。
材料与物理测量
所用化学品和工具的详细信息见补充材料。
配体（HL）的制备
1,3-二苯基-2-(2-(对甲苯基)肼基)丙烷-1,3-二酮（HL）配体是通过将对甲苯重氮盐与二苯甲酰甲烷（图S1）的偶联反应制备的：将0.01摩尔的对甲苯（1.07克）与10毫升浓盐酸在冰浴中搅拌至形成澄清溶液，然后加入0.01摩尔的亚硝酸钠（0.69克）溶液（溶于5毫升冰水中）
结果与讨论
铜(II)螯合物是一种绿色晶体，在DMSO和DMF中可溶解且稳定。金属与配体的比例为1:1。在25°C下，测得该配合物在DMF中的摩尔电导率为10?3 M时的摩尔电导率为8.0 Ω?1cm2mol?1 [37,38]，表明该化合物不是电解质。
结论
本研究描述了配体（HL）及其Cu(II)配合物的合成、结构解析、DNA结合能力和生物活性。根据光谱学、磁学、热分析和理论数据，该配体在Cu(II)配合物中以偶氮-腙形式存在，并由于其八面体结构而表现为单基双齿配体。配体和Cu(II)配体的HOMO和LUMO轨道能量均为负值，表明产物具有稳定性。
数据来源声明
所有相关信息均包含在文本中，可通过联系相关作者获取。
作者贡献
Abeer A. Ageeli： 数据整理、数据分析、研究、可视化。
Nada M. Alatawi： 数据整理、数据分析、研究、可视化、初稿撰写。
Deemah Mizher Alenazy： 数据整理、数据分析、研究、可视化。
Nada D. Alkhathami： 数据整理、研究、初稿撰写。
Ibtisam Mousa： 数据整理、数据分析、研究、可视化。
Hind Ahmed Siddiq： 数据整理、数据分析、研究、撰写。
CRediT作者贡献声明
Abeer A. Ageeli： 可视化、研究、数据分析、数据整理。
Nada M. Alatawi： 初稿撰写、可视化、研究、数据分析、数据整理。
Deemah Mizher Alenazy： 可视化、研究、数据分析、数据整理。
Nada D. Alkhathami： 初稿撰写、研究、数据整理。
Ibtisam Mousa： 可视化、研究、数据分析。
Hind Ahmed Siddiq： 初稿撰写、研究、数据分析。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
