2，6-二乙酰吡啶縮水楊酰腙衍生物的錳和鑭配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及抗腫瘤活性

祝 典 張 俊 張 倩 梁舒琪 熊 鶯姜亦凡 汪美芳,2,3 魏居媛 范喜瑞 馮志君＊,,2

(1皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，蕪湖 241002)(2安徽師范大學(xué)功能分子固體教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蕪湖 241002)(3安徽醫(yī)科大學(xué)抗炎免疫藥物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽醫(yī)科大學(xué)臨床藥理研究所，合肥 230032)(4皖南醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教研室，蕪湖 241002)

0 引言

金屬配合物藥物在現(xiàn)代化學(xué)治療方法的發(fā)展中起到了重要的作用，包括金屬配合物在內(nèi)的大量無(wú)機(jī)藥物已應(yīng)用于臨床治療和診斷[1-4]。自第一代金屬抗腫瘤藥物順鉑被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于臨床以來(lái)，金屬藥物的安全高效、低毒副作用及克服耐藥性就一直是研發(fā)人員最為關(guān)注的目標(biāo)。因此，新型金屬配合物的設(shè)計(jì)、合成及其生物活性和作用機(jī)制研究，也引起了化學(xué)及藥物化學(xué)研究工作者的廣泛興趣。

目前已有不少研究報(bào)道了雜環(huán)化合物尤其是含氮雜環(huán)具有抗病毒、抗腫瘤等活性[5]，如將含N、O等原子修飾的吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)單元引入藥物分子后，各種官能化的吡啶環(huán)與靶向組織的DNA堿基部分可以形成氫鍵，從而顯著影響藥物分子與生物大分子的相互作用，影響藥物作用效果。將各種含吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物與不同金屬離子配位，已得到了一些有較好抗腫瘤活性的配合物[6-8]。其中代表性的結(jié)構(gòu)如Scheme 1所示。

Scheme 1 Structures of the ligands containing pyridine ring of some complexes with antitumor activity

這些配體形成的配合物中，L2-Mn配合物可以很好促進(jìn)惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞(如U251和C6細(xì)胞)的凋亡[9]；L4-Cu螯合物能有效抑制DNA合成[10]；L5螯合劑與Fe也能形成有良好抗腫瘤活性的配合物[11]；L6-Co、L6-Mn配合物對(duì)白血病細(xì)胞株(K562)有很好的細(xì)胞毒活性[12]；L8-Mn則能較好抑制SK-Hep1細(xì)胞的增殖[13]。

酰腙基團(tuán)(—C=ONHN=C—)在藥學(xué)和藥物化學(xué)中是另一類(lèi)重要的活性結(jié)構(gòu)，其含有多個(gè)N、O原子，作為配體也易于形成結(jié)構(gòu)和性能各異的配合物。含酰腙配體的金屬配合物也頗受關(guān)注[14-17]，相關(guān)活性研究也報(bào)道了此類(lèi)化合物中金屬離子的重要作用。例如，苯甲醛氮芥吡啶酰腙及其銅配合物都對(duì)HepG2和HCT細(xì)胞有很好的細(xì)胞毒性，有類(lèi)似的作用機(jī)制而且銅配合物的活性是強(qiáng)于酰腙配體的[14]；阿爾茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等涉及神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵代謝過(guò)程如氧化應(yīng)激、蛋白質(zhì)聚集均與金屬離子參與有關(guān)[18]，因此螯合療法中也將金屬視為一種藥理學(xué)標(biāo)靶，以設(shè)計(jì)新型靶向治療劑。已有的酰腙及其金屬配合物的研究報(bào)道中多數(shù)是后過(guò)渡金屬配合物[19-21]，酰腙與稀土離子形成的配合物及其生物活性的研究相對(duì)少一些[22-25]。

我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了2，6-二乙酰吡啶縮水楊酰腙衍生物(2，6-((o-OH)C6H4C=ONHN=C(CH3))2C5H3N，H4L)及其過(guò)渡金屬錳配合物[Mn(H2L)(DMSO)2](1)和鑭配位聚合物{[La(H2L)2]2[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]·2DMF·2H2O}n(2)(DMSO=二甲基亞砜，DMF=N，N-二甲基甲酰胺)，用核磁、紅外光譜、單晶X射線(xiàn)衍射等一系列方法表征了它們的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步檢測(cè)了配合物1和2體外抑制結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116和結(jié)直腸腺癌上皮細(xì)胞DLD-1的增殖作用，旨在為靶向低毒、安全高效的新型無(wú)機(jī)藥物的發(fā)展提供基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

所用儀器有德國(guó)Bruker Advance neo 400 MHz核磁共振儀、德國(guó)Bruker SMART CCD單晶衍射儀、Nicolet iS5傅里葉變換紅外光譜分析儀(KBr壓片，光譜范圍4 000～400 cm-1)、Elementar Vario EL元素分析儀、Thermo Fisher公司酶標(biāo)儀、奧林巴斯倒置熒光顯微鏡、Aglient 7250&JEOL-JMS-T100LP Accu-TOF質(zhì)譜儀、島津UV-Vis光譜儀UV-2700i。

水楊酰肼為自制藥品，其他試劑均為分析純，購(gòu)買(mǎi)后未進(jìn)行純化，直接使用。磷酸緩沖鹽溶液(PBS)所需試劑購(gòu)自Beyotime公司。抗腫瘤活性實(shí)驗(yàn)所需試劑有胰酶細(xì)胞消化液(0.25%胰酶，Beyotime公司)、胎牛血清(Solarbio公司)、McCoy's 5A培養(yǎng)基(含雙抗，凱基)、RPMI 1640 培養(yǎng)基(Gibco)、DMSO(細(xì)胞培養(yǎng)級(jí)，Solarbio公司)、增強(qiáng)型CCK-8試劑盒(Beyotime公司)、HCT116細(xì)胞和DLD-1細(xì)胞(由中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞庫(kù)提供)。

1.2 配體H4L的合成

水楊酰肼的合成：在圓底燒瓶中加入1.5 g(10 mmol)的水楊酸甲酯和80%水合肼(11 mmol)，再加入2 mL乙醇，90℃回流反應(yīng)完全后冷卻至室溫，加水5 mL，攪拌30 min，析出固體，過(guò)濾得粗品。用50 mL熱水重結(jié)晶，真空干燥，得水楊酰肼純品1.3 g，產(chǎn)率85%。1H NMR(CDCl3，400 MHz)：δ11.76(s，1H，OH)，7.72(s，1H，NH)，7.27～6.85(m，4H，ArH)，4.10(s，2H，NH2)。

H4L的合成：稱(chēng)取1.825 8 g(12 mmol)水楊酰肼于圓底燒瓶中，加25 mL乙醇加熱溶解；另稱(chēng)取0.815 9 g(5 mmol)2，6-二乙酰基吡啶，加 25 mL 乙醇，加熱溶解后加入水楊酰肼溶液中，再滴加7滴冰醋酸，85℃回流反應(yīng)5 h，冷卻至室溫，減壓抽濾，固體用乙醇和水洗，真空干燥箱干燥，得白色固體產(chǎn)物 2.058 g，產(chǎn)率 95.4%。1H NMR(400 MHz，DMSO-d6)：δ11.85(s，2H，OH)，11.52(s，2H，NH)，8.18～8.16(d，2H，C5H3N)，8.04～7.97(m，3H，C5H3N，ArH)，7.45～7.43(m，2H，ArH)，7.07～7.00(m，4H，ArH)，2.50(s，6H，CH3)。13C NMR(100 MHz，DMSO-d6)：δ162(NHC=O)，157(aromatic —C—OH)，154(pyridine 2，6-C)，142(C=N)，134(pyridine 4-C)，131,121，120，118，117(Ar-C)，12(CH3C=N)。HRMS(ESI)m/z：[C23H21N5O4+Na]+理論值 454.148 6，實(shí)測(cè)值 454.148 3。IR(KBr，cm-1)：3 422(w),3 114(m)，1 650(w)，1 607(m)，1 538(w)，1 497(m)，1 455(w)，1 368(s)，1 309(m)，1 290(m)，1 234(s)，1 160(m)，920(s)，757(m)。 表 征 譜 圖 見(jiàn) Supporting information。具體合成路線(xiàn)如Scheme 2所示。

Scheme 2 Synthesis of H4L

1.3 錳配合物1的合成

稱(chēng)取0.107 8 g(0.25 mmol)H4L，用15 mL DMF和13 mL甲醇混合溶劑加熱溶解，向溶液中加7滴三乙胺，攪拌，然后滴加0.093 1 g(0.5 mmol)Mn(Ac)2·4H2O的2 mL甲醇溶液，65℃攪拌1 h。反應(yīng)溶液過(guò)濾，濾液置于室溫下?lián)]發(fā)，析出黃色顆粒。再次過(guò)濾，黃色固體用 DMSO/甲醇(8∶1，V/V)加熱溶解，幾天后析出適于單晶X射線(xiàn)衍射分析的透明橙紅色塊狀晶體，產(chǎn)率62%。元素分析按C27H31MnN5O6S2的計(jì)算值(%)：C 50.62，H 4.88，N 10.93，S 10.01；實(shí)測(cè)值(%)：C 50.25，H 5.17，N 10.54，S 10.83。HRMS(ESI)m/z：[Mn(H2L)(DMSO)2+H]+理 論 值 641.63，實(shí) 測(cè) 值[Mn(H2L)+H]+即[C23H20N5O4Mn]+485.088 9。IR(KBr，cm-1)：3 418(w)，1 614(w)，1 594(w)，1 463(w)，1 438(m)，1 334(m)，1 270(w)，1 255(m)，1 209(m)，1 150(m)，757(m)，699(m)。具體合成路線(xiàn)見(jiàn)Scheme 3。

Scheme 3 Synthesis of complex 1

1.4 鑭配位聚合物2的合成

稱(chēng)取0.107 8 g(0.25 mmol)H4L，用5 mL DMF和15 mL甲醇混合溶劑加熱溶解，向溶液中加7滴三乙胺，攪拌，然后滴加0.108 2 g(0.25 mmol)La(NO3)3·6H2O的1 mL甲醇溶液，65℃攪拌6 h。反應(yīng)溶液過(guò)濾，濾液置于室溫下?lián)]發(fā)，數(shù)日后析出適于單晶X射線(xiàn)衍射分析的透明淡黃色晶體2，產(chǎn)率45%。元素分析按 C159H169La4N37O34的計(jì)算值(%)：C 51.64，H 4.61，N 14.01；實(shí)測(cè)值(%)：C 52.76，H 4.43，N 14.19。IR(KBr，cm-1)：3 427(w)，1 660(w)，1 612(m)，1 593(m)，1 560(w)，1 533(w)，1 493(m)，1 455(w)，1 361(s)，1 325(w)，1 258(w)，1 161(w)，1 050(w)，763(w)，704(w)，683(w)。具體合成路線(xiàn)見(jiàn)Scheme 4。

Scheme 4 Synthesis of coordination polymer 2

1.5 配合物1和2晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

選取大小適合的配合物1(0.18 mm×0.12 mm×0.1 mm)和 2(0.21 mm×0.11 mm×0.1 mm)的單晶，用Bruker SMART CCD衍射儀進(jìn)行X射線(xiàn)衍射測(cè)定并收集衍射數(shù)據(jù)，然后解析確定配合物結(jié)構(gòu)。衍射儀采用石墨單色MoKα射線(xiàn)(λ=0.071 073 nm)，使用θω掃描技術(shù)，用Lp因子校正全部強(qiáng)度數(shù)據(jù)。晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)用SHELXTL-5.10程序、采用重原子法解析，經(jīng)多輪Fourier變換后得到全部非氫原子坐標(biāo)參數(shù)，理論加氫法獲得有機(jī)物的氫原子坐標(biāo)，水分子的氫原子通過(guò)差值Fourier合成得到，對(duì)所有非氫原子經(jīng)全矩陣最小二乘法修正各向異性溫度因子。

配合物1結(jié)構(gòu)的精修：一個(gè)DMSO配體無(wú)序，無(wú)序組分2組原子H26d～H26f、H26a～H26c和H27d～H27f、H27a～H27c，占比為0.530∶0.470。

配合物2結(jié)構(gòu)的精修：2個(gè)DMF配體無(wú)序，無(wú)序組分一為 2組原子 N33、C145～C147、H145、H14M～H14R 和 N34、C148～C150、H148、H14S～H14U、H15A～H15C，占比為0.638∶0.362；無(wú)序組分二為2組原子C154～C156、H154、H15J～H15O 和 C157～C159、H157、H15P～H15U，占比為0.847∶0.153。

配合物1和2的晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表1，部分鍵長(zhǎng)和鍵角列于表2和3；配位聚合物2的氫鍵鍵長(zhǎng)列于表4，部分扭轉(zhuǎn)角列于表5。

表1 配合物1和2的晶體學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Crystallographic data for complexes 1 and 2

表2 配合物1的部分鍵長(zhǎng)(nm)和鍵角(°)Table 2 Selected bond lengths(nm)and angles(°)of complex 1

續(xù)表2

表3 配位聚合物2的部分鍵長(zhǎng)(nm)和鍵角(°)Table 3 Selected bond lengths(nm)and angles(°)of coordination polymer 2

表4 配位聚合物2的氫鍵參數(shù)Table 4 Hydrogen bond parameters of coordination polymer 2

續(xù)表4

表5 配位聚合物2的部分扭轉(zhuǎn)角(°)Table 5 Selected torsion angles(°)of coordination polymer 2

CCDC：2102080，1；2102079，2。

1.6 配合物1和2對(duì)HCT116細(xì)胞和DLD-1細(xì)胞的毒活性實(shí)驗(yàn)

HCT116細(xì)胞和DLD-1細(xì)胞分別用含胎牛血清(φ=10%)的5A培養(yǎng)基和RPMI 1640培養(yǎng)基在37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)5%(下同)和飽和濕度下培養(yǎng)。細(xì)胞傳代采用胰蛋白酶消化法。當(dāng)細(xì)胞達(dá)80%～90%匯合后用PBS洗滌1次，加入0.25%的胰酶-EDTA消化液，置于37℃培養(yǎng)箱1～3 min，觀(guān)察消化程度，消化適度后，在HCT116和DLD-1細(xì)胞溶液中分別加入McCoy's 5A培養(yǎng)基、RPMI 1640培養(yǎng)基終止消化，離心后充分吹打分散細(xì)胞，形成各單細(xì)胞懸液。

將HCT116細(xì)胞懸浮液(濃度為6×104mL-1)接種于96孔板中，每孔液體100 μL，在37 ℃、5%的CO2、飽和濕度的培養(yǎng)箱中孵育24 h；配合物1溶于DMSO溶液，稀釋至加藥濃度為3、6、9、12、15、18、21、24 μmol·L-1，分別加入實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞中，DMSO最終濃度小于1%，每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)復(fù)孔；同時(shí)另設(shè)陰性對(duì)照組和溶劑對(duì)照組(DMSO)。將加入配合物1的96孔板置于37℃、5%的CO2、飽和濕度的培養(yǎng)箱中孵育48 h后按照CCK-8試劑盒測(cè)定方法進(jìn)行檢測(cè)，利用酶標(biāo)儀于450 nm波長(zhǎng)處測(cè)各孔溶液的吸光度(A)；1 h后再測(cè)1次。CCK-8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用T檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性差異統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)p＜0.05時(shí)，即認(rèn)為有顯著性差 異 。 *：p＜0.05；**：p＜0.01；***：p＜0.001。 用GraphPad Prism分析處理、繪制細(xì)胞存活率圖，計(jì)算細(xì)胞毒性IC50值。

配合物2對(duì)HCT116細(xì)胞毒活性試驗(yàn)方法、分析處理方法同上，但將配合物2的加藥濃度設(shè)置為9、18、27、36、45、54、63、72 μmol·L-1。

將DLD-1細(xì)胞懸浮液(濃度為6×104mL-1)接種于96孔板中，配合物1和2對(duì)其細(xì)胞毒活性試驗(yàn)方法、分析處理方法同上，1和2的加藥濃度均設(shè)置為9、18、27、36、45、54、63、72 μmol·L-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物1和2的晶體結(jié)構(gòu)

配合物1是一個(gè)單核配合物(圖1)，屬于正交晶系的P212121空間群。中心Mn（Ⅱ）離子的配位數(shù)為7，分別與1個(gè)部分脫質(zhì)子配體H2L2-和2個(gè)DMSO分子鍵合，構(gòu)成了五角雙錐空間幾何構(gòu)型，Mn—O鍵長(zhǎng)0.221 2(3)～0.223 3(3)nm、Mn—N鍵長(zhǎng) 0.229 3(3)～0.234 0(3)nm，與已報(bào)道Mn（Ⅱ）配合物的相關(guān)鍵長(zhǎng)基本相一致[26-27]。配體H2L2-的所有原子趨于共面。N2—N3鍵長(zhǎng)0.138 6(4)nm，N3—C8鍵長(zhǎng)0.133 5(5)nm，O1—C8鍵長(zhǎng)0.12 61(5)nm，單雙鍵鍵長(zhǎng)趨于平均化，因此酰腙基團(tuán)是以烯醇式脫質(zhì)子后與金屬中心進(jìn)行η1∶η1配位的。此外，配體H2L2-苯環(huán)上的酚羥基與酰腙基團(tuán)中脫質(zhì)子的N形成了分子內(nèi)氫鍵O2—H2…N3和O4—H4…N5，氫鍵鍵長(zhǎng)d(H…A)為0.178 nm。

圖1 配合物1的橢球率15%的晶體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Molecular structure of complex 1 with an ellipsoid probability of 15%

單晶X射線(xiàn)分析表明鑭配位聚合物2(圖2)結(jié)晶于三斜晶系的P空間群，其不對(duì)稱(chēng)單元為[La(H2L)2]2[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]·2DMF·2H2O，其中包含 2 個(gè)[La(H2L)2]-離子、1 個(gè)[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]2+離子。[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]2+離子中配體H2L2-橋聯(lián)2個(gè)La3+離子，配位方式為μ-η1∶η1∶η1∶η1∶η1∶η1，其中一個(gè)酰腙基團(tuán)脫質(zhì)子后以η1∶η1模式鍵合中心離子La1，另一個(gè)未脫質(zhì)子的酰腙基團(tuán)也以η1∶η1模式鍵合中心離子La1，η1橋聯(lián)鍵合La2離子的是酚羥基氧負(fù)離子(圖2a中O4)，另一個(gè)同類(lèi)型的配體H2L2-(圖2a中O8失質(zhì)子)以同樣的方式分別與2個(gè)La3+離子配位，沿a軸橋聯(lián)不對(duì)稱(chēng)單元延展成一條無(wú)限延伸的一維配位聚合分子鏈(圖3a)。同時(shí)La1離子還鍵合3個(gè)DMF分子，La2離子還與2個(gè)DMF分子和1個(gè)水分子鍵合，配位數(shù)均為9，金屬中心呈三帽三角棱柱體的配位幾何構(gòu)型(圖3b)。2個(gè)[La(H2L)2]-中La3、La4離子的配位數(shù)均為10，每個(gè)鑭離子分別與2個(gè)配體H2L2-(2個(gè)酰腙基團(tuán)均以烯醇式脫質(zhì)子)以η1∶η1∶η1∶η1∶η1模式鍵合(圖2b)，金屬中心呈雙帽四方反棱柱體的配位幾何構(gòu)型(圖3c)；[La(H2L)2]-以離子鍵結(jié)合[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]2+，形成一維分子鏈的分枝。每個(gè)不對(duì)稱(chēng)單元中還包含2個(gè)溶劑DMF分子、2個(gè)H2O分子，溶劑分子與鍵合在金屬中心上的配體之間有氫鍵作用，如圖4所示，O2W—H2WA…O16和O3W—H3WB…O22氫鍵的鍵長(zhǎng)d(H…A)分別為0.190、0.214 nm(表4)。

圖2 配位聚合物2的橢球率10%的晶體結(jié)構(gòu):(a)中心離子La1和La2;(b)中心離子La3和La4Fig.2 Crystal structure of coordination polymer 2 with an ellipsoid probability of 10%:(a)the central La1 and La2 ions;(b)the central La3 and La4 ions

圖3 (a)配位聚合物2的一維結(jié)構(gòu);(b)中心La3+離子的三帽三角棱柱的幾何構(gòu)型;(c)中心La3+離子的雙帽四方反棱柱的幾何構(gòu)型Fig.3 (a)One-dimensional chain in coordination polymer 2;(b)Tricapped triangular prism geometry with La3+as the central ions;(c)Double-capped square antiprism geometry with La3+as the central ions

圖4 配位聚合物2的氫鍵Fig.4 Hydrogen bonds in coordination polymer 2

此外，配體H2L2-苯環(huán)上酚羥基氫與酰腙基團(tuán)中脫質(zhì)子的N形成了分子內(nèi)氫鍵，如O12—H12A…N15、O10—H10A…N13、O20—H20A…N25、O18—H18…N23，其鍵長(zhǎng)d(H…A)分別為 0.179、0.181、0.181、0.177 nm(表4)。由表 3可知，酰腙基團(tuán)的鍵長(zhǎng)：N6—C28 0.134 0(5)nm、N9—C38 0.126 5(5)nm、O7—C40 0.125 3(4)nm、N9—N10 0.136 6(4)nm，以及 N2—C6 0.128 7(5)nm、N2—N3 0.138 1(5)nm、N3—C8 0.132 3(6)nm、O1—C8 0.127 6(5)nm，這些單、雙鍵鍵長(zhǎng)趨于平均化，表明這些酰腙基團(tuán)都是以烯醇式脫質(zhì)子后與金屬中心配位。

2.2 配體H4L和配合物1、2的紅外光譜

在4 000～400 cm-1范圍內(nèi)用KBr壓片法測(cè)定了配體H4L、配合物1和配位聚合物2的紅外光譜。各化合物的主要特征紅外光譜數(shù)據(jù)列于表6。從表中可見(jiàn)，在1 650 cm-1附近和1 607 cm-1附近分別為H4L中酰腙鍵C=O和C=N的伸縮振動(dòng)特征峰。形成配合物后，1中酰腙鍵C=O和C=N的伸縮吸收峰位置分別紅移至1 614和1 594 cm-1，分別紅移了36和13 cm-1；2中則相應(yīng)分別紅移至1 612和1 593 cm-1，分別紅移了38和14 cm-1，由此可推測(cè)酰腙鍵中C=O和C=N均參與了配位，配體H2L2-的羰基O是直接與金屬錳和鑭配位的，亞胺基上的N與金屬形成反饋配鍵，使得酰腙鍵中的C=O和C=N電子云密度降低，導(dǎo)致振動(dòng)頻率也降低了。3 114 cm-1左右為酰腙鍵中N—H伸縮振動(dòng)吸收峰，1和2中N—H伸縮振動(dòng)吸收峰消失，表明配體失去氫離子后與金屬離子配位，這些結(jié)果與1和2晶體結(jié)構(gòu)是一致的。1和2中酰腙C—N伸縮振動(dòng)吸收峰由1 234 cm-1分別移至 1 255、1 258 cm-1，也說(shuō)明酰腙鍵中—NH的氫在異構(gòu)化為烯醇式后失去。

表6 配體H4L、配合物1和配位聚合物2的主要紅外光譜吸收峰Table 6 Main bands in IR spectra of ligand H4L,complex 1,and coordination polymer 2

2.3 配體H4L和配合物1、2的紫外光譜

配體H4L、配合物1和配位聚合物2的UV-Vis吸收譜圖如圖5所示。H4L在257 nm處的吸收帶歸屬于吡啶環(huán)π→π*電子躍遷(即B帶)，形成1后吸收帶仍在257 nm處，而形成2后紅移至259 nm處。H4L在325、390 nm處分別出現(xiàn)一個(gè)寬的吸收帶和肩峰，1和2中吸收峰則分別出現(xiàn)在350、384 nm(肩峰)和349、383 nm(肩峰)處。含時(shí)密度泛函理論計(jì)算結(jié)果表明：H4L(圖6A)的理論計(jì)算最大吸收峰在318 nm，是HOMO到LUMO+3躍遷，可歸屬于分子內(nèi)的π→π*躍遷；理論計(jì)算在394 nm左右的吸收峰，是HOMO-1到LUMO+1躍遷，歸屬于亞胺基與吡啶和羰基與苯環(huán)共軛體系的π→π*電子躍遷、亞胺基和羰基的n→π*電子躍遷、分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)躍遷。配合物1(圖6B)的理論計(jì)算最大吸收峰在351 nm，是HOMO-4到LUMO躍遷，可歸屬于ICT躍遷及金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移(MLCT)躍遷；理論計(jì)算在385 nm左右的吸收峰，是HOMO-3到LUMO的能量轉(zhuǎn)移，歸屬于分子內(nèi)的π→π*躍遷及MLCT躍遷。H4L和1的理論計(jì)算結(jié)果與UV-Vis吸收光譜的實(shí)驗(yàn)值基本一致。2的配位方式與1類(lèi)似，因此吸收峰349、383 nm(肩峰)可分別歸屬于ICT躍遷和MLCT躍遷、分子內(nèi)的π→π*躍遷和MLCT躍遷。

圖5 配體H4L、配合物1和配位聚合物2的UV-Vis譜圖Fig.5 UV-Vis spectra of ligand H4L,complex 1,and coordination polymer 2

圖6 配體H4L(A)和配合物1(B)的前線(xiàn)分子軌道分布Fig.6 Frontier molecular orbitals distributions of ligand H4L(A)and complex 1(B)

2.4 配合物1和2對(duì)HCT116細(xì)胞和DLD-1細(xì)胞的毒活性

采用CCK-8法初步檢測(cè)了錳配合物1和鑭配位聚合物2分別對(duì)HCT116和DLD-1細(xì)胞的毒活性。在加藥48 h后，配合物1對(duì)細(xì)胞增殖具有強(qiáng)抑制作用。圖7顯示了1的不同濃度藥液中HCT116(a)和DLD-1(b)細(xì)胞的存活率，IC50值分別為(23.69±1.226)μmol·L-1和(41.06±1.013)μmol·L-1。圖8顯示了2的不同濃度藥液中HCT116(a)和DLD-1(b)細(xì)胞的存活率，IC50值分別為(57.61±1.034)μmol·L-1和(61.36±1.029)μmol·L-1。1和2對(duì)HCT116和DLD-1細(xì)胞的抑制均呈劑量依賴(lài)，隨藥物濃度的增加細(xì)胞毒性增強(qiáng)、抑制細(xì)胞增殖效果增強(qiáng)；抑制率與作用時(shí)間正相關(guān)，隨時(shí)間的增加而增強(qiáng)。1對(duì)這2種腫瘤細(xì)胞的抑制作用強(qiáng)于2。此外，配合物1對(duì)腫瘤細(xì)胞毒性接近于已報(bào)道的[(Pdpa)MnCl2]對(duì)MCF-7、4T1細(xì)胞的抑制增殖作用(IC50分別為 30.3、50.2 μmol·L-1)[28]，但明顯低于[(PPMdpa)2Mn2(μ-Cl)2Cl2]2、[(PPMdpa)Mn(μ-Ac)2Mn(PPMdpa)Ac2]抑制 HepG-2 細(xì)胞增殖的活性(IC50分別為 0.95、2.59 μmol·L-1)[29]；而在鑭配合物腫瘤細(xì)胞毒性的類(lèi)似研究中，La-DPY抑制MCF-7、A2780細(xì)胞增殖作用的IC50分別為40、1 μmol·L-1[30];鑭配合物[La(L1)2Cl3]·7H2O抗PC-3細(xì)胞增殖的IC50為 55.8 μmol·L-1[31]；鑭配合物 La(C24H13NO6)(OH)·H2O對(duì)腫瘤細(xì)胞HL-60、BV-173抑制作用的IC50分別為97.7、76.8 μmol·L-1[32]。

圖7 配合物1在不同濃度下對(duì)HCT116(a)和DLD-1(b)細(xì)胞的抑制Fig.7 Inhibition of complex 1 against the HCT116(a)and DLD-1(b)cells under different concentrations

圖8 配位聚合物2在不同濃度下對(duì)HCT116(a)和DLD-1(b)細(xì)胞的抑制Fig.8 Inhibition of coordination polymer 2 against the HCT116(a)and DLD-1(b)cells under different concentrations

3 結(jié)論

合成了2，6-二乙酰吡啶縮水楊酰腙衍生物(2，6-((o-OH)C6H4C=ONHN=C(CH3))2C5H3N，H4L)及其錳配合物1和鑭配合物2，其結(jié)構(gòu)經(jīng)單晶X射線(xiàn)衍射法確證。配合物1金屬中心的配位幾何構(gòu)型為五角雙錐，配體離子H2L2-中酰腙基團(tuán)以烯醇式脫質(zhì)子后與Mn（Ⅱ）離子配位形成穩(wěn)定配合物；配合物2是一維有分支鏈狀結(jié)構(gòu)的離子型配位聚合物，其不對(duì)稱(chēng)單 元 為 [La(H2L)2]2[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]·2DMF·2H2O，其中[La2(H2L)2(DMF)5(H2O)]2+的金屬中心呈三帽三棱柱體的配位幾何構(gòu)型，[La(H2L)2]-的金屬中心的配位幾何構(gòu)型則為雙帽四方反棱柱體。體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)顯示配合物1和2對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116和結(jié)直腸腺癌上皮細(xì)胞DLD-1的增殖都有中等抑制作用，其中配合物1抗腫瘤作用較強(qiáng)。其作用機(jī)制的研究正在進(jìn)行中。

致謝：感謝安徽師范大學(xué)洪東京博士提供解析晶體結(jié)構(gòu)的幫助；感謝皖南醫(yī)學(xué)院化學(xué)教研室王慧老師幫助完成含時(shí)密度泛函理論計(jì)算。

Supporting information is available at http://www.wjhxxb.cn