核黄素和2,2′-联吡啶一类金属(II)混合配体配合物的合成、光谱及抗菌性能。

摘要

的混合配体配合物核黄素合成了具有Mn(II)， Fe(II)， Co(II)， Ni(II)， Cu(II)和Zn(II)离子的(L)和2,2 ' -联吡啶(L1)，并通过红外和电子能谱，室温磁矩，熔点和电导测量对其进行了表征。% metal分析证实配合物为[MX2(L)(L1)]，其中X = Cl/(CH3CO2)/SO4。红外光谱数据证实了核黄素的亚胺氮原子和羰基氧原子配位，2,2 ' -联吡啶分子的氮原子配位。室温磁矩和电子能谱数据表明，金属(II)配合物均为八面体，Mn(II)、Fe(II)、Co(II)和Ni(II)配合物均为高自旋低自旋八面体平衡。金属(II)配合物在水中和DMSO中的电导测量表明，配合物均为共价。有趣的是，这些金属(II)配合物、核黄素和2,2’-联吡啶对蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌、氧化克雷伯菌和金黄色葡萄球菌的体外抑菌研究表明，除奇异变形杆菌对铜(II)配合物和核黄素的活性分别为20.0 mm和13.0 mm外，其余细菌均对前两种化合物不敏感。相比之下，所有的细菌都对2,2 ' -联吡啶敏感，就像Augmentine一样，尽管具有更高的抑制区域范围(24.0-47.0 mm)，证明其具有广谱的潜力抗菌剂。

关键字

抗菌，联吡啶，共价，平衡，核黄素

介绍

含氮和氧原子的混合配体复合物具有重要的意义抗菌和抗癌活动(1-3.它们有时比自由配体更有效。同样，混合配体配合物的配位化学提供了新的化合物，这些化合物可以在具有工业重要性的反应中充当活性催化剂，这些反应包括烯烃的加氢、氢甲酰化和氧化水解以及甲醇的羧化[4]。另一方面，核黄素，维生素B2，是一种水溶性维生素。其代谢受不同激素控制，这些激素调节其在黄嘌呤二核苷酸和黄素单核苷酸中的转化[5]。这两种辅酶催化许多氧化还原反应，对产生能量至关重要[6，7]。因此，核黄素已用于多种临床和治疗情况，如光疗治疗新生儿黄疸，预防偏头痛与紫外线一起使用可以有效灭活血小板和血浆中的病原体[8]。

此外，核黄素可以被描述为一种生物螯合配体，因为其结构上存在氮原子和氧原子，可以作为金属离子螯合的配位位点。核黄素金属配合物的几何和电子性质尚未被研究人员充分利用，文献检索显示[6-10]。选择2,2 ' -联吡啶作为二级配体是由于它作为金属树枝状大分子合成的基石和超分子组装的分子支架的多功能作用[11]。

因此，我们的目标是合成核黄素和2,2联吡啶混合配体的金属(II)配合物，研究它们的配位特性以及体外抗菌性能，对病原生物的广谱活性。这是我们在寻找生物活性化合物方面研究的延续，这些化合物将作为药物研究中的先导化合物[12，13，14，15]。

实验

材料和试剂

试剂级核黄素、2,2′-联吡啶、氯化四水铜、氯化六水镍、氯化六水钴、氯化四水锰、醋酸二水锌和硫酸七水铁均从Aldrich和BDH化学试剂中获得，并按接收的要求使用，溶剂由Aldrich和BDH化学试剂纯化蒸馏。

[Co(L)(L¹) Cl₂]·3 h₂O

该配合物由0.38 g (1.59 x 10³摩尔)的CoCl₂h·6₂O到1.59 x 10的搅拌溶液³摩尔(0.60克核黄素)和1.59 x 10³摩尔(0.25克，2,2 ' -联吡啶)加入20毫升甲醇中。在产物形成的过程中，将得到的均相溶液回流3小时。得到的淡橙色沉淀物经过过滤，用甲醇清洗，并在硅胶上干燥。用同样的方法分别从它们的氯化物、硫酸盐和乙酸盐中制备Mn(II)、Fe(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)和Zn(II)配合物。

物理测量

配合物的固体反射率光谱用帕金-埃尔默分光光度计记录，红外光谱用帕金-埃尔默KBr圆盘记录傅立叶变换红外光谱BX光谱仪的光谱范围在4000-400厘米¹。在Sherwood磁化率天平MSB Mark 1上测量303K处的室温磁化率。熔点用Mel-Temp电热机测定，摩尔电导率测量为1 × 10³用电化学分析仪Consort C933分别得到M溶液在水中和DMSO中的溶液。

抗菌试验

利用琼脂扩散技术研究了合成的化合物及其游离配体的抑菌活性。所使用的细菌为蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌、后叶克雷伯菌和金黄色葡萄球菌的实验室菌株。在培养皿中的琼脂表面均匀接种0.2 mL 18小时的试验细菌培养物。使用无菌软木钻孔器，在琼脂上钻孔9毫米。然后将DMSO中每种金属配合物浓度为10 mg/mL的0.06 mL引入孔中，并将板放在实验台上30分钟，然后在370C下孵育24小时，之后以抑制区(单位为mm)作为抗菌活性的衡量标准。实验重复进行，以奥格门汀为参比药物。

结果与讨论

核黄素(L)， 2,2 ' -联吡啶(L1)与金属(II)氯化物(Mn, Ni, Cu和Co)， FeSO的反应₄.7H₂O和Zn(CH3COO)₂根据公式1- 4给出了产率适中的有色配合物。

金属配合物的形成由金属含量和不同的分解温度确定。配体核黄素(L)和2,2 ' -联吡啶(L1)分别在280-290℃和70-730℃熔化，而它们的金属配合物在202-2480℃范围内大多分解，证实了配位性。这些配合物均可微溶于甲醇、乙醇、硝基甲烷和二氯甲烷，但除Fe(II)配合物外，均可溶于水，Fe(II)配合物是唯一可溶于DMSO的配合物。从金属配合物中分离出合适的单晶用于x射线衍射研究的尝试迄今尚未成功。因此，金属、磁性和波谱数据被用来提出可能的结构。给出了配合物的分析数据、颜色、金属百分比、熔点、摩尔电导率和室温磁矩表1文中给出了所提出的结构图1。

电导测量

配合物在DMSO和水中的摩尔电导值在5.26 - 47.8 Ω- 1cm之间²摩尔¹表明它们具有非电解性质[16]。

电子能谱和磁矩

化合物的紫外光谱在25.58 - 26.67 kK和32.89 - 38.61 kK之间具有强吸收极大值，分别分布于n→π*和π→π*(表2)。Mn(II)配合物在19.53 kK和22.0 kK处有两个吸收带，分布于6A1g→4E1g和2T2g→2T1g跃迁，符合高自旋和低自旋八面体几何结构。高自旋Mn(II)配合物的有效磁矩预计接近于仅自旋的5.90 B.M.，因为地面项是6A1g，因此，没有轨道贡献，而低自旋八面体Mn(II)的有效磁矩约为2.0 B.M.。因此，观察到的4.97 B.M.的磁矩表明了高自旋和低自旋八面体几何之间的自旋平衡[17]。

Fe(II)配合物在17.57 kK和19.82 kK处具有典型的六坐标、高自旋和低自旋八面体结构的两个吸收带，分别为5T2g→5Eg和1A1g→1T2g跃迁。高自旋配合物的力矩通常为5.0-5.5 B.M，低自旋八面体Fe(II)配合物预计具有抗磁性。在本研究中，观察到该络合物的矩为3.66 B.M，这表明在高自旋和低自旋八面体几何之间存在自旋平衡[18，19]。

同样，Co(II)配合物在19.89 kK和21.98 kK处有两个吸收带，符合高低旋八面体几何，并被分配为4T1g(F)→4T1g(P)和2A1g→2T1g跃迁。高自旋和低自旋八面体配合物的矩分别为4.7- 5.2和2.0-2.9 B.M.。然而，观测到的磁矩为3.15 B.M，介于这两个值之间，证实了高自旋八面体和低自旋八面体几何之间的平衡[20.，21]。

同样，Ni(II)配合物在19.65和23.0 kK处显示出典型的六坐标高自旋和低自旋八面体几何的两个吸收带。分别为3A2g→3T1g(P)和1A1g→1B1g跃迁。高自旋八面体Ni(II)的室温磁矩在2.8-3.3 B.M范围内，而低自旋八面体Ni(II)的室温磁矩在0.78-1.68 B.M范围内。然而，该配合物观测到的2.1 B.M磁矩证实了高自旋八面体和低自旋八面体几何之间的平衡[22，23]。

Cu(II)配合物在20.12 kK处有一个吸收带，属于八面体结构的2Eg→2T2g跃迁。对于单核铜(II)配合物，通常观察到1.9-2.2 B.M.范围内的矩，无论立体化学如何，由于轨道贡献和自旋-轨道耦合，预计会高于自旋矩。本研究中的Cu(II)配合物的矩为2.16 B.M，这与八面体几何是互补的[24]。

Zn(II)配合物在19.67和21.10 kK处出现M→L CT跃迁，未出现d-d跃迁。该配合物预计具有抗磁性。但由于存在顺磁杂质，其磁矩为1.04 B.M，呈顺磁性[25]。

红外光谱

中给出了相关波段表2。中频带在3402.21 cm处¹在核黄素中被命名为υ(NH)带[26]。该带在配合物中主要以孤带形式出现，证实了氨基氢的非脱质子性及其与金属(II)离子的配位性。在1579和1578厘米处有尖锐的条纹¹配体中的振动为υC=N伸缩振动，位移为1584 -1575 cm¹而带子在1728和1647厘米¹核黄素中的声速为υC=O伸缩振动，并移至1729 - 1727 cm¹1650 - 1641厘米¹通过核黄素的氮原子和2,2 ' -联吡啶环(Chadar和Khan, 2006)以及核黄素的羰基氧原子，分别在金属(II)配合物的光谱中确认配位。此外，新波段范围在598 - 502厘米¹， 495-445厘米¹和365-350厘米¹由于核黄素和2,2 ' -联吡啶的n原子配位，分别被分配为υ(M-N)、υ(M-O)/ υ(M-S)和υ(M-Cl);羰基、硫、乙酰配体中的氧原子;氯原子与金属离子络合[9，10]。相反，这些带在核黄素和2,2 ' -联吡啶的光谱中不存在，证实了金属配合物中的配位。

抗菌活性

核黄素(L)除对奇异假单胞菌(P. mirabilis)有13.0 mm的活性外，其余细菌均无活性。而2,2 ' -联吡啶(L1)对所有被测细菌均表现出较好的抑菌活性，抑菌区范围为24.0.0 ~ 47.0 mm。与此相反，除Cu(II)配合物外，其金属配合物对奇异P. mirabilis的活性为20 mm。2,2 ' -联吡啶的最佳活性归因于点突变，点突变在DNA复制过程中由于一对核苷酸碱基的转化而引起DNA的改变，从而导致DNA的氧化损伤[27]。在人类和微生物中，核黄素作为一种生长补剂，在大多数情况下是不活跃的[7]。一般来说，金属(II)配合物预计比无金属配体更有效，因为螯合作用降低了金属原子的极性，增加了亲脂性，有利于其穿透细菌膜的脂质层。因此，这些金属配合物的不活性可能归因于它们可能的疏脂性[28]。有趣的是，2,2 ' -联吡啶(24.0-47.0 mm)比标准抗生素Augmentine (21.0-36.0 mm)对所有测试细菌的活性更高。因此，证明其作为广谱抗菌剂的潜力(表3)。

结论

合成了核黄素(L)和2,2′-联吡啶(L1)与Mn(II)、Fe(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)和Zn(II)离子的混合配体配合物，并用红外光谱、电子能谱、室温磁矩、熔点和电导测量对其进行了表征。电子能谱和室温磁矩数据证实了所有金属配合物的八面体几何结构。在水和DMSO中的电导测试表明，配合物均为共价。对蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、奇异假单胞菌、铜绿假单胞菌、催产杆菌和金黄色葡萄球菌的体外抑菌研究表明，复合物一般无活性。

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