1。介绍
最近thiosemicarbazone配体的化学的兴趣主要来自潜在的偶氮甲碱氮和硫醇盐硫供体原子与方差协调模式的monodentate [
1 ),双齿(
2 ),或有三叉的
3 ]。这种差异可以通过引入不同的取代基,以形成一个单核的选择(
4 和多核
5 )复合物。
thiosemicarbazone衍生物及其金属配合物的多功能性使生物活性化合物的设计和开发,包括抗癌(
6 ),抗氧化剂(
7 ),和抗菌
8 ]。(
E )2 - (1 - (3-Bromophenyl)亚乙基)hydrazine-1-carbothioamide分子显示高潜力表现为抗疟代理[
9 ]。由于这些原因,他们的结构细节被认为是有用的结构活性关系(SAR)设计为未来的应用程序。
在我们研究的延续发展thiosemicarbazones及其过渡金属配合物的配位化学(
10 ,
11 ),一个新的镍(II)复杂,即bis {2 - (2-trifluoromethylbenzylidene) hydrazine-1-carbothioamido -
κ 2 N2 ,年代}镍(II),零2 包含(trifluoromethyl)苯和thiosemicarbazone半个已经合成,特征,计算优化使用密度函数理论(DFT) B3LYP水平LANL2DZ / 6 - 311 g (
d ,
p )基础集。实验镍(II)的x射线晶体结构复杂也一直与相应的结构优化在DFT / B3LYP / LANL2DZ / 6 - 311 g (
d ,
p )的水平。此外,Hirshfeld表面分析也用于解释分子间相互作用的零2 由视觉表征而复杂的分子对接研究了解receptor-amino酸相互作用,预测重要的基团或原子复杂。
2。材料和方法
2.1。一般程序
所有的化学品都从奥尔德里奇,购买R&M, HmbG和使用前未经纯化。元素分析与执行CHNS-O Flashea Siri 112分析仪。Johnson Matthey磁测量进行了一个马克我MSB磁化率平衡模型MKIC使用古伊的方法。刚做好的1.0×10的摩尔电导−3 米在DMSO溶液测定为零2 复杂的使用Jenway 4320电导仪。电子光谱被记录在日本岛津公司UV - 1800紫外分光光度计和样本准备1.0×10−5 米在DMSO的解决方案。
2.2。合成2 NiL <子> < /订阅>
20毫升溶液热乙醇四水合乙酸镍(II)、镍(Ac)2 .4H2 O(0.07克,0.3更易)添加到30毫升热解决方案1 - (2-trifluoromethylbenzylidene)氨基硫脲(0.33克,0.6更易)比1:2,分别。下的混合物被加热回流3小时。形成的棕色沉淀过滤,用冷乙醇洗净,保存在干燥器。合适的单晶的零2 复杂的从甲醇中获取:DMF混合解决方案通过蒸汽扩散法。反应的化学方程式所示
方案1 。收益率68.28%。熔点246.72°C。分析计算C18 H16 N6 年代2 F2 倪:C, 39.88;H, 2.97;N, 15.50;年代,11.83。发现:C, 40.66;H, 3.29;N, 16.14;年代,13.61%。
λ 马克斯 (nm): 269 n⟶
π
∗
328 (LMCT产品化),∼450 (1 一个1 g⟶1 一个2 克)。摩尔电导:1.37Ω−1 厘米2 摩尔−1 。
µ eff (B.M.): 0.0。
方案1
合成的零2 复杂。
![]()
2.3。x射线衍射研究
研究单晶x射线衍射(SCXRD)零2 进行力量智能顶点II两CCD area-detector衍射仪使用MoK
α 辐射(
λ = 0.71073)。数据收集是由APEX2软件(
12 ),而细胞进行了细化和减少数据通过圣软件(
12 ]。晶体结构是通过直接法解决使用SHELXTL [
13 )和进一步完善全矩阵最小二乘法在F2 使用各向异性位移参数由SHELXTL [
13 ]。吸收校正应用于最终的晶体数据使用SADABS软件(
12 ]。所有几何计算进行了使用这个程序普拉登(
14 ]。分子图形是使用SHELXTL [
13 ]。所有的氢原子都定位几何(碳氢键= 0.93)和精制使用骑模型
U iso (H) = 1.2
U 情商 (C)这意味着各向同性位移参数设置为1.2 (C)倍的等效各向同性U值父碳原子。此外,N-bound H原子位于不同傅里叶地图和自由精制(H = 0.86)。选择晶体结构参数表中列出
1 。
表1
晶体结构数据和细化为零2 。
控烟条例
2023702
经验公式
CgydF4y2Ba18 H16 F6 N6 年代2 倪
分子量
553.20
温度
296 (2)K
波长
0.71073
晶系
Iba2
空间群
斜方晶系的
晶胞尺寸
一个 = 16.889 (3)
α = 90°
b = 15.777 (3)
β = 90°
c = 15.777
γ = 90°
体积
4203.7 (10)3
Z
8
密度(计算)
1.748毫克/米3
吸收系数
1.195毫米−1
F (000)
2240年
晶粒大小
0.35×0.22×0.10毫米3
θ为数据收集范围
2.41到30.15°
指数范围
h =−23⟶23
k =−22⟶18
l =−21⟶21
反射收集
18101年
独立的思考
5305年(
R int = 0.0691)
完整性θ= 30.15°
87.0%
改进方法
在F全矩阵最小二乘2
数据/约束/参数
5305/1/298
拟合优度在F2
0.749
最后
R 指数(
我 > 2σ(
我 )]
R 1 = 0.0432,或者说是2 = 0.0652
R 指数(所有数据)
R 1 = 0.0934,或者说是2 = 0.0755
绝对的结构参数
−0.006 (13)
最大diff.峰和洞
0.394和0.231−弹性轴3
2.4。计算的细节
本研究报告计算研究零2 复杂。所有计算都是由高斯16使用高性能计算机(HPC)由CICT提供,UTM 6.0高斯视图可视化。几何图形是完全没有任何约束优化每一个键长,键角,二面角。进行了几何优化使用无限制的DFT方法在B3LYP / LANL2DZ / 6 - 311 g (
d ,
p )(B3LYP / GENECP)关键字“选择”。最高占据分子轨道(人类)和最低未占据分子轨道(LUMO)也表现在相同的基本集。反应描述符,包括能源缺口(Δ
E 差距 ),硬度(
η )、柔软(
年代 ),全球电负性(
χ ),亲电性(
ω )也被同样的方法计算从我们以前的工作
15 ]。
2.5。分子对接
等离子retinol-binding蛋白质的晶体结构(RBP4)从RSCB获得蛋白质数据库(PDB ID: 5 nu7)。选择了5 nu7结构由于高分辨率三维晶体结构在1.5。RBP4积极结合位点的预测使用3 dligandsite (
http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/∼3 dligandsite / )[
16 ]。对接分析之间的零2 复杂和RBP4使用UCSF嵌合体版本1.14 (
17 ],七弦琴AutoDock [
18 ],和LigPlot + v.1.4 [
19 ]。有条不紊,七弦琴AutoDock Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法用于分子对接。对接协调(网格框)测定结果来源于3 dligandsite口袋结构的存在和位置RBP4视黄醇的晶体结构。
3所示。结果与讨论
Bis {2 - (2-trifluoromethylbenzylidene) hydrazine-1-carbothioamido -
κ 2 N2 ,年代}镍(II),零2 合成复杂的,根据我们的报告程序
10 ),然而不同的反应物。选择实验和理论的几何参数优化的零2 复杂结构如表所示
2 。的分子结构零2 复杂的获得经验与理论计算通过DFT(图
1 )。偏差的百分比之间的键长和键角为零2 复杂的计算使用方程(
1 )。从表
2 ,平均偏差百分比对键长和键角是在一个较低的值(1.94%和1.14%),表明实验和计算工作是在良好的协议。这是进一步证明统计关联图显示
R
2 值的键长(图0.99849
S1 键角(图)和0.99384
S2 )。然而,有细微差别,从实验晶体数据值可能是由于孤立的理论结果复杂的气相,而实验结果获得内部和相互关联的复合物在固相类似于以前的报告
20. ]:
(1)
百分偏差
=
计算值
−
实验值
实验值
×
One hundred.
%
。
表2
实验和优化债券的长度(A)和角度(°)为零2 。
债券的长度
键角
经验值。
DFT
偏差(%)
经验值。
DFT
偏差(%)
Ni1-S2
2.175 (11)
2.253
3.61
S1-Ni1-N1
86.70 (10)
85.50
1.38
Ni1-N4
1.888 (3)
1.946
3.07
S2-Ni1-N1
96.57 (10)
96.00
0.59
Ni1-S1
2.159 (12)
2.253
4.36
Ni1-S1-C9
95.78 (14)
93.55
2.33
Ni1-N1
1.892 (3)
1.946
2.85
S1-C9-N2
123.50 (3)
124.7
0.97
S2-C18
1.722 (4)
1.745
1.33
N1-N2-C9
112.70 (3)
113.7
0.89
N4-N5
1.371 (4)
1.366
0.36
Ni1-N1-N2
120.90 (2)
120.6
0.25
N5-C18
1.301 (6)
1.311
0.76
S1-Ni1-N4
94.56 (10)
96.00
1.52
N6-C18
1.333 (5)
1.359
1.95
S2-Ni1-N4
84.96 (9)
85.50
0.64
S1-C9
1.717 (4)
1.745
1.63
Ni1-S2-C18
95.14 (13)
93.55
1.67
N1-N2
1.380 (4)
1.366
1.01
S2-C18-N5
121.9 (3)
124.7
2.30
N2-C9
1.303 (6)
1.311
0.61
N4-N5-C18
112.9 (3)
113.7
0.71
N3-C9
1.336 (5)
1.359
1.72
Ni1-N4——它们
120.1 (2)
120.6
0.42
图1
零的分子结构进行了优化2 复杂。
![]()
3.1。分子结构的研究
x射线晶体结构研究Bis {2 - (2-trifluoromethylbenzylidene) hydrazine-1-carbothioamido -
κ 2 N2 ,年代}镍(II)、(NiL2 )复杂,C18 H16 F6 N6 年代2 倪与分子量
米 = 553.20 gmol−1 显示,零2 复杂的斜方晶系结晶和空间群
Iba2 。单胞尺寸
一个 = 16.889 (3),
b = 15.777 (3),
c = 15.777,
α =
β =
γ = 90°。重要的键长和键角表
2 。图
2 显示了分子结构和原子编号的零2 复杂,与热椭圆体吸引50%概率水平。
图2
零的分子结构2 复杂的椭圆体概率(50%)。
![]()
的零2 复杂的是一个bis-chelate复杂镍(II)和两个L¯ 作为双齿螯合配体单元(图
2 )。从广场平面几何畸变主要是由于S1-Ni1-N1, S2-Ni1-N1, S2-Ni1-N4,和S1-Ni-N4键角为86.70(10),96.57(10),84.96(9),和94.56(10)°,分别不同于理想的90°的最大值6.57°。两个配体单元,把彼此有点弯曲和扭曲角两个平面之间的协调配体,25.03(14)与最大r.m°。年代偏差0.159(3)˚的陶瓷原子。
的模式键长在前面1 - (2-trifluoromethylbenzylidene)氨基硫脲配体报道[
21 )清楚地表明,硫代酰胺的分子存在形式与碳氮和C = S债券的长度1.343(6)和1.699(4),分别与H原子的位置一直连着N2原子。然而,N2 deprotonated原子在目前的零2 复杂的观察。表的数据
2 显示,在镍(II)复杂,缩短和延长C9-N2和C9 = S1与1.303(6)和1.717(4),分别。因此,从thione硫醇形成互变异构的开关是假设。
的分子包装零2 复杂的主要是由三个强大的C8-H8A有关… S2, C8-H8A… F2, C17-H17A… F6表中列出的分子内氢键
3 ,形成一个pseudo-five和两个伪六元图图案。在晶体结构中,零2 通过N3-H3B情结是相互关联的… S2, N3-H3C… 它们,N6-H6B… S1, N6-H6C… N2, C5-H5A… F2, C12-H12A… F3氢键形成三维结构(图
3(一个) )。分子进一步稳定疲软
Cg 1…
Cg 3相互作用(
Cg1 和
Cg3 的重心是Ni1 / S1 / C9 / N2 / N1和C2 / C3 / C4 / C5 / C6 / C7、职责)接触的距离为3.785(3)一个(对称代码:11−
x 1−
y ,
z ),形成一维平行二聚的波动
b - 轴(图
3 (b) )。
表3
氢键为零2 复杂。
d - h… 一个
d - h
H… 一个
D… 一个
d - h… 一个
C8-H8A… S2
0.93
2.52
3.125 (5)
123年
C8-H8A… F2
0.93
2.31
2.964 (6)
127年
C17-H17A… F6
0.93
2.46
3.072 (5)
124年
N3-H3B… S2我
0.86
2.68
3.531 (3)
170年
N3-H3C… 它们被二世
0.86
2.37
3.198 (5)
162年
N6-H6B… S1三世
0.86
2.76
3.622 (3)
179年
N6-H6C… N2四世
0.86
2.41
3.188 (5)
150年
C5-H5A… F2v
0.93
2.35
3.276 (6)
175年
C12-H12A… F3六世
0.93
2.47
3.330 (7)
155年
对称密码:(我)
x 1−
y 1/2 +
z ;(2)1/2−
x 1/2−
y 1/2 +
z ;(3)1/2−
x 1/2−
y −1/2 +;(iv)
x 1−
y −1/2 +
z ;(v) 1−
x ,
y 1/2 +
z ;(vi)
x −1 +
y ,
z 。
图3
(一)分子NiL2复杂的包装图,显示分子通过分子间氢键连接(虚线)。(b)
π-π 交互在NiL2复杂。
(一)
![]()
(b)
![]()
3.2。紫外可见光谱
紫外可见光谱(图
4 )的零2 复杂,bis {2 - (2-trifluoromethylbenzylidene) hydrazine-1-carbothioamido -
κ 2 N2 ,年代}镍(II),展示两个乐队
λ 马克斯 = 269 nm和328 nm,可以分配给的
π ⟶
π 过渡的共轭环和苯
n⟶π
∗
intraligand电荷转移(ILCT)过渡的C = S CN发色团在配体分子
22 ]。此外,肩带出现在零∼450海里2 复杂的可以分配给1 一个1 g⟶1 一个2 g过渡。这个乐队与广场的先前研究平面零2 复杂的(
22 ]。为了进一步支持,的磁矩为零2 复杂的显示值0 B。米,which is one of the main criteria for square planar geometry. [
21 而低摩尔电导与1.37Ω−1 厘米2 摩尔−1 显示没有乙酸离子和非电解质在DMSO溶液(
23 ]。
图4
紫外可见光谱的零2 复杂。
![]()
3.3。前沿分子轨道的研究
最高占据分子轨道(人类)和最低未占据分子轨道(LUMO)经常研究为了传授关键信息的电子供体和电子受体特性复合物,导致电荷转移过程的解释。HOMO表明低能力的低能量作为电子供体,导致更高的LUMO能量和高电阻接受电子。这允许说明化学稳定性的观察之间的能量差异HOMO和LUMO (
E 差距 )。而大
E 差距 是首选的高稳定复合物对化学反应,低
E 差距 是寻求有关化学反应的研究人员在应用,如抗菌研究由于遇到有效电荷转移相互作用的能力。
此外,本研究也可以解释软硬化学的化学概念。用小
E 差距 ,复合体视为“软”基础由于HOMO能量较高,从而增强与软酸的LUMO的交互。除此之外,电子亲和能等指标和电离势也通常相互联系的研究HOMO和LUMO能量在追求一个更好的理解的复合物理论上行为,chemicalwise。
我们可以看到在图
5 的电子密度为零2 复杂主要分布在氮、硫、镍原子HOMO和LUMO。反应性的计算值描述符参数总结在表
4 。给定的低能量差距(0.460 eV)因此表明高反应活性的复杂由于电荷转移过程的缓解
24 ]。柔软的高值(2.174)或低硬度值(0.230)表明需要低能量电子从人类过渡到LUMO这意味着复杂容易变形并准备与等亲核活性部位的氨基酸。这是证实了亲电的计算值相对较高,
ω (50.233 eV)与其他工作相比,由我们组类似的配位体异构体,即(
Z )1 - [4 - (trifluoromethyl)苯亚甲基]氨基硫脲与亲电(
ω )值1.8073 eV (
25 ]。
图5
HOMO-LUMO表面和能隙为零2 复杂。
![]()
表4
反应性描述符(eV)的零2 复杂,计算在B3LYP / LANL2DZ / 6 - 311 g (
d ,
p )的理论水平。
参数
E 人类
−5.037
E LUMO
−4.577
能源缺口,Δ
E 差距 =
E LUMO −
E 人类
0.460
电离作用潜力,
我 E =−人类
5.037
电子亲和能,A =−ELUMO
4.577
硬度、
η =
E LUMO −
E 人类 2
0.230
柔软,
年代 = 1/2
η
2.174
化学势,
μ =−(I +
一个 )/ 2
−4.807
绝对的电负性,
χ = (I +
一个 )/ 2
4.807
亲电性,
ω =
χ 2 / 2
η
50.233
3.4。Hirshfeld分析
Hirshfeld表面进行了分析说明晶体结构及其相互作用的二维指纹块建立了使用CrystalExplorer3.1软件(
26 ]。Hirshfeld表面的
d 规范 获得和生成一个透明的表面允许分子结构的可视化。d规范 (−0.337到1.450)的映射Hirshfeld表面(图
6 )体现了几个红点在不同大小和强度。上的红点说零2 复杂的显示,主要涉及供体和受体的相互作用。碳氢键⋯F - h N和S - h⋯⋯联系中研究了零2 复杂。如图
6 的相互作用为零2 复杂骨干之间的氢胺及其相邻的硫原子(N3-H3B⋯S2)和氮原子(N6-H6C⋯N2)在晶体形成二聚的安排包装。也有一个额外的红点代表的分子间氢键C12-H12A···F3由于并排排列邻国复合物的晶体包装。此外,从另一边的零2 复杂,强烈的红色斑点显示N3-H3A···它们的分子间氢键和N6-H6B⋯S1互动的零2 复杂(图
6 )。这两个之间的交互邻NiL2 复合物是由于二聚的安排在单位细胞包装。
图6
邻近的分子与分子间氢键相关联
d 规范 (a)和(b)前面的观点NiL2 复杂。
(一)
![]()
(b)
![]()
指纹块显示百分比贡献的各种分子间接触(图
7 )。为了突出所涉及的所有交互的水晶包装,每个指纹情节分为特定的双原子类型的贡献,如H⋯F、H⋯H, H⋯C, H⋯年代,H⋯N、C⋯C,和其他。蓝颜色的代表分配的相互联系,而灰色阴影表示原始指纹块的轮廓(
27 ]。
d
e 和
d
我 是距离Hirshfeld表面原子到最近的内外表面(
28 ]。
图7
选择指纹阴谋分子间的相互作用显示总百分比贡献Hirshfeld表面。
![]()
⋯⋯H / H F接触Hirshfeld表面出现作为最大的贡献(28.5%)。他们的两个对称狭窄的峰值
d
e +
d
我 2.20证明分子间碳氢键的存在⋯F互动的零2 复杂。此外,特征峰值代表最短H⋯H接触贡献的第二大指纹阴谋Hirshfeld表面与高浓度(22.2%)所示的中部地区浅蓝色
d
e +
d 我 2.25。的贡献C / H⋯⋯H C(12.5%)是由一对峰表示
d
e +
d
我 2.80。此外,峰值(S / H⋯⋯H和N H / H⋯⋯联系人显示7.4%和5.7%的贡献,分别,这对应于H的存在⋯年代交互。最大点在H⋯年代特色的更紧密的联系
d
e +
d
我 2.60一个,而
d
e +
d
我 分别为2.20 N⋯H联系人。此外,N / N⋯⋯F联系人显示4.6%贡献了一只蝴蝶指纹情节
d
e +
d
我 3.20。C⋯C联系人通常指
π-π 铆合互动(
29日 ]。在这个零2 复杂,C⋯C接触贡献Hirshfeld表面的总和的3.2%
d
e 和
d
我 大约是3.5。还有一个微不足道的接触贡献(C⋯F、C⋯N、F⋯年代,C⋯年代,和倪⋯F),只有不到2%的化合物。因此,他们的联系几乎是无关紧要的讨论。
3.5。分子对接
对接进行了分析研究分子间相互作用的可能性为零2 复杂的生物重要的蛋白质。先前的研究显示对接的重要性分析合成化合物如氨基硫脲和三联苯衍生物[
30. ,
31日 ]。互动的零2 复杂的等离子retinol-binding蛋白4 (RBP4) (PDB id: 5 nu7)调查了解其效力。生理上,RBP4充当运输车视黄醇(
32 ]。的零2 复杂的停靠在RBP4积极结合位点是在同一网站视黄醇。共有10个可能的三维方向的零对接2 复杂的内部RB4活动结合位点见,对接最高等级最低的能源(千卡每摩尔)如图
8 。亲和力计算−3.3千卡摩尔−1 为零2 复杂和接近视黄醇−5.5千卡摩尔−1 (表
5 )。根据这些结果,最有效的分子间氢键之间观察到零2 复杂到133年- h原子和酪氨酸(2.05)或天冬氨酸102(2.18)活动结合位点(图
9 )。然而,h分子内氢相互作用与Hirshfeld表面分析,F-H互动是最主要的(28.5%)。它是由于旋转Ni-N和Ni-S债券零2 复杂,插入到RBP4活性部位。类似结构的反对称的(反)对称(syn)同分异构体的Pd (II)和Pt (II)配合物之前报道(
33 ,
34 ]。因此,目前的零2 复杂的有潜力成为一个竞争的基质视黄醇能够绑定在同一RBP4活跃的结合位点。由于大量的氨基酸与零2 复杂的(通过疏水作用和氢键),零的释放2 复杂的转运蛋白将低于视黄醇。
图8
分子对接研究零2 复杂的RBP4的活性部位。
![]()
表5
绑定亲和力(千卡摩尔−1 )和氢键数(
H 债券 )从Autodock分析视黄醇和零2 复杂。
底物
能源(千卡摩尔−1 )
H 债券
视黄醇
−5.5
0
零2
−3.3
1
图9
分子间氢键的零2 复杂与酪氨酸133和102天冬氨酸RBP4的活性部位。
![]()