研究文章|据!-- -->开放访问据/p>
拉帕醇及其衍生物的抗氧化性能和其螯合铁的能力阳离子(II):DFT和QTAIM研究据/h1>
摘要据/h4>
拉帕醇的络合的阐明和其衍生物对于Fe据sup>2+据/sup>使用密度泛函理论(DFT)进行了阳离子。这种综合环境仅限于二齿和三籍据sup>2+据/sup>阳离子。几何优化已经在气体和溶液相(水,乙腈,氯苯,苯,甲苯等)中实现用于使用在理论的B3LYP / 6-311 ++ G(d,p)水平的配体B3LYP / 6-31 + G(d,p)的优化的数据作为起始点。但是,在22种复合物的溶液相的几何优化分析拉帕醇及其衍生物对于Fe据sup>2+据/sup>阳离子被限制在乙腈和苯。络合能量和金属离子亲和(MIA)也已被使用B3LYP法计算。所得到的结果所指示的MIA值和在Fe保持电荷之间的比例据sup>2+据/sup>阳离子据一世>K.据/一世>2据/sup>- (O.据sub>1据/sub>阿,据sub>2据/sub>)模式。但是,逆比例已经取得了这两个参数之间据一世>K.据/一世>3.据/sup>- (O.据sub>2据/sub>, C=C)三齿模式。k据sup>3.据/sup>- (O.据sub>3.据/sub>,C = C)的三齿配位模式,已经获得了更高的稳定性。在气相这后一种三齿配位,复合物的拓扑分析表现出一个事实,即电子密度集中将O之间据sub>3.据/sub>附连到铁配体的氧原子据sup>2+据/sup>和这种金属阳离子。此外,针对分离的配体计算的氢键强度(位于23.92和30.15kJ / mol)的范围内是正常HBS的范围。集体,所有络合过程都表现出高度放热。我们的结果还表明电子提取据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>相比免费配体复合物是比较困难的。据/p>
拉帕醇(2-羟基-3-(3-甲基丁-2-烯基)萘-1,4-二酮是一种自然醌从紫葳科家族中分离在巴西[发现据一种href="#B1">1据/一种>的树皮提取物据一世>Tabebuia Sarratifolia.据/一世>[据一种href="#B2">2据/一种>])。我们对它的关注源于它广泛的生物和制药活动[据一种href="#B3">3.据/一种>-据一种href="#B5">5.据/一种>]:抗肿瘤,抗生素,抗疟疾,杀锥虫和leishmanicidal活动。其与拓扑异构酶(组酶在细胞DNA复制的关键)的生物活性的干扰的能力证明其衍生物的强烈调查[据一种href="#B6">6.据/一种>].此外,针对癌肉瘤肿瘤其更高的活性(沃克256)[据一种href="#B7">7.据/一种>]促使哈特韦尔和艾博特审查其衍生物的效率。在同样,关于对癌肉瘤(沃克256)的活性,并且对这些衍生物的结构修饰的研究已经实验和理论上[报道据一种href="#B8">8.据/一种>].Silva等人[据一种href="#B9">9.据/一种>建议这种明显的细胞毒性属性是由于所检查的分子系统的甘烷环的芳香性。Lapachol的抗氧化能力已经通过Sadananda等人进行了实验证实。通过不同部分的Lapachol的分离和表征据一世>Tabebuia.据/一世>一种据一世>rgentea据/一世>[据一种href="#B10">10.据/一种>].lapchol及其衍生物的优异螯合酮烯醇功能已被证实[据一种href="#B11">11.据/一种>那据一种href="#B12">12.据/一种>].此外,Barbosa等人通过游离lapachol的钌螯合观察到抗疟原虫活性的增强[据一种href="#B13">13.据/一种>].由金属螯合作用引起的lapchol活性的其他修饰已经用lapchoolate聚合物锰(II)进行了实验测试。在同样的脉络下,Tabrizi等人合成并表征了3据sup>rd.据/sup>已经表现出排金属(铜,钴和Ni)拉帕醇的配合物有希望的抗肿瘤活性[据一种href="#B14">14.据/一种>].先前这三种复合物,其特征在于通过循环伏安法[据一种href="#B15">15.据/一种>].此外,锑(V)和铋(V)拉帕醇的配合物都表现出显著细胞毒活性[据一种href="#B16">16.据/一种>].尽管如此,在自由的拉帕醇的生物活性金属螯合的影响进行了深入分析缺乏。(例如抗氧化活性的)这种检查可能会给拉帕醇茶的摄入皮肤抗衰老作用的有效性的合理解释[据一种href="#B17">17.据/一种>].据我们所知,很少有计算研究[据一种href="#B8">8.据/一种>有关lapachol及其衍生物的抗氧化活性的研究已有报道。到目前为止,还没有关于这些分子体系的金属螯合对其抗氧化能力的影响的研究。据/p>
对大量抗氧化剂的抗氧化活性进行表征据B.>RX-H.据/B.>,[据一种href="#B18">18.据/一种>-据一种href="#B22">22.据/一种>]已由的计算完成据B.>RX-H.据/B.>(X =供体原子如O, N,…)键解离焓(BDE)。在此基础上,对其构效关系进行了预测,并设计了新型抗氧化剂。由氢原子转移(HAT)形成的自由基可通过两步机制得到:单电子转移-质子转移(SET-PT)机制(用RX-H的电离势(IP)和质子解离焓(PDE)表示)据sup>•+据/sup>自由基阳离子)和顺序质子损失电子转移(SPLET)机构,其与阴离子RX的质子亲和力(PA)相匹配据sup>-据/B.>1.介绍据/h4>
本研究报告了分子体系在不同介质(气相和溶液相)中的抗氧化能力和铁(II)螯合的影响的计算检验结果。系统研究拉帕醇及其七种衍生物的SET反应焓(图据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/fig1/" target="_blank">1据/一种>)表示为据B.>LA.据/B.>N.据/B.>(据一世>N.据/一世> = 1–8) is performed. A direct verification of accuracy of calculated reaction enthalpies cannot be performed due to the nonavailability of their experimental homologues. The calculated physiochemical antioxidant descriptors (据B.>IP.据/B.>)该分子系统进行比较,以与经典的抗氧化剂(没食子酸,咖啡酸,阿魏酸,抗坏血酸(维生素C),水溶性维生素E和)的。对于铁的金属阳离子的亲和力据sup>2+据/sup>阳离子和这种金属螯合的抗氧化活性通过SET机制的审查的影响也被插入。最后这一点必须是明确的性能有帮助据B.>LA.据/B.>N.据/B.>-fe.据/B.>2+据/B.>可以促进适当螯合的选择和清除剂为阿尔茨海默[的螯合疗法据一种href="#B24">24.据/一种>].据/p>
使用高斯09,在B3LYP / 6-311 ++ G(D,P)水平下进行Lapachol及其七种衍生物分子系统的几何优化[据一种href="#B25">25.据/一种>]程序以B3LYP/6-31+G(d,p)数据为起点。总的来说,这两个系列的几何优化是在基态不对称约束下进行的。为选择无负频率的优化结构,进行了频率计算。在气相和五种溶剂(水、乙腈、氯苯、苯和甲苯)中对游离配体(RX-H)进行了优化。对于后一种情况,采用可极化连续体模型的积分方程形式据B.>(据/B.>IEF据B.>-据/B.>PCM.据B.>)据/B.>[据一种href="#B26">26.据/一种>那据一种href="#B27">27.据/一种>使用了)。这些自由配体的电离势(IP)(反应焓变(据一种href="#EEq2">2据/一种>))被认为是SET的描述符据B.>(据/B.>单电子转移)的抗氧化机理:据span class="equation_break" id="EEq2">
分子文库的较高抗氧化活性是表现出较低(IP)值的分子。因此,使用以下公式计算该分子描述符据span class="equation_break" id="EEq3">
气相焓电子(据B.>E.据/B.>-据/B.>)等于3.145千焦·摩尔据sup>-1据/sup>[据一种href="#B28">28.据/一种>].我们采用了Markovic等人提出的溶液相焓[据一种href="#B29">29.据/一种>].电离电位自由能(IPFE),它是反应的反应自由能(据一种href="#EEq2">2据/一种>)根据以下公式计算:据span class="equation_break" id="EEq4">
其中一个电子的计算气体自由能据B.>G据/B.>(据B.>E.据/B.>-据/B.>)一世s equal to −3.72 kJ/mol [据一种href="#B30">30.据/一种>].电子溶剂化自由能取自文献[据一种href="#B29">29.据/一种>].据/p>
由络合焓变(据一种href="#EEq5">5.据/一种>)和它的七个衍生物据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>,据B.>LA.据/B.>一世据/B.>-fe.据/B.>2+据/B.>结合能(据一世>一世据/一世> = 1–8) denoted by据B.>E.据/B.>㈡据/B.>可以预言:据span class="equation_break" id="EEq5">
在哪里据span class="nowrap">
那据/span>
那据/span>和据svg height="11.9629pt" id="M8" style="vertical-align:-3.2226pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -8.7403 25.1538 11.9629" width="25.1538pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
通常,可以直接获得电离值作为最高占用的分子轨道的特征值(据B.>同性恋者据/B.>) (据B.>IP.据/B.>对于据B.>LA.据/B.>一世据/B.>配体和据B.>IP.据/B.>C.据/B.>对于据B.>LA.据/B.>一世据/B.>... Fe.据/B.>2+据/B.>康普曼定理推荐的复合物[据一种href="#B31">31.据/一种>].但是,这个过程已经非常的采用据B.>LA.据/B.>一世据/B.>... Fe.据/B.>2+据/B.>复合物(据B.>IP.据/B.>C.据/B.>)由于几何优化进程期间,由反射或配体片段的松弛引起的几何形状的变化的困难估计。据/p>
在量子力学中分子原子(QMAIM)理论因此而被从B3LYP / 6-311 ++ G(d,p)的优化结构调查这两个参数(粘结性能和粘结临界点)进行。更具体地,氢键相互作用(在分离的配体)和在金属配合物 - 配体相互作用强度的澄清已使用Multiwfn程序[做据一种href="#B32">32.据/一种>].为了粘接相互作用,指标是电子密度据svg height="13.0648pt" id="M12" style="vertical-align:-2.268101pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -10.7967 111.766 13.0648" width="111.766pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
原子间相互作用的能量(表示为据B.>E.据/B.>在据/B.>)在分离配体和配合物中的预测是由Espinosa方法[据一种href="#B34">34.据/一种>]:据span class="equation_break" id="EEq12">
Lapachol的优化结构(据B.>LA.据/B.>1据/B.>)的特征是萘环的平面性。这个平面上还有一个碳原子3-甲基-2-烯基取代基就是通过这个碳原子连接到这个环上的。但由于C-C单键与C=C双键的自由旋转约113.7°,整个分子体系不是平面的。溴化原子在侧链上取代两个甲基(据B.>LA.据/B.>3.据/B.>)激起该旋转角度的增大大约11°。朝向拉帕醇引线的萘环中的C = C双键的迁移的优化结构(据B.>LA.据/B.>2据/B.>),其特征是在这个环形成的平面中含有C=C双键。这样的刚性导致两个甲基按照上述计划的对称位置。3-甲基丁基取代不饱和取代基(据B.>LA.据/B.>4.据/B.>)或3-羟基-3-甲基丁基取代基得到了最优结构,其侧链几乎垂直于萘环。总体而言,在气相条件下得到的优化结构主要表现为氢原子(H据sub>1据/sub>)羟基(H据sub>1据/sub>- o据sub>2据/sub>)和(C羰基的氧原子据sub>1据/sub>= O.据sub>1据/sub>).的氢键这种形成是在与X-H的截止定义协议...一个氢键提出斯坦纳[据一种href="#B35">35.据/一种>H…A > 3.0 Å and X-H…角度> 110°:表据一种href="#supplementary-material-1">1s.据/一种>).据/p>
我们的结果揭示了FE的事实据sup>2+据/sup>阳离子一定会据B.>LA.据/B.>1 - 8据/B.>配位体通过二齿或三齿连接。二齿附着(表示据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>)观察时的Fe据sup>2+据/sup>阳离子被放置在sp附近据sup>2据/sup>氧气(O.据sub>1据/sub>)和SP据sup>3.据/sup>氧气(O.据sub>2据/sub>)的O据sub>2据/sub>- h据sub>1据/sub>组(图据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/fig2/" target="_blank">2据/一种>).的优化结构据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>配合物获得的表示为据B.>阿拉巴马州据/B.>一世据/B.>(据一世>一世据/一世>= 1-8)表现为Fe据sup>2+据/sup>萘环形成的平面中所含的阳离子。该结构的特征是Fe-O据sub>1据/sub>键长比Fe-O更长据sub>2据/sub>ones (average difference is 0.087 Å). Collectively, the optimization of据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>1据/B.>,O.据/B.>2据/B.>配合物导致的结构中,氢原子(H据sub>1据/sub>)转变为10.2-29.4°离面。我们还集成了两种可能性结合铁据sup>2+据/sup>阳离子据B.>LA.据/B.>5.据/B.>配位体:(ⅰ)结合到铁据sup>2+据/sup>阳离子SP据sup>3.据/sup>O.据sub>2据/sub>O的氧原子据sub>2据/sub>- h据sub>1据/sub>小组和sp.据sup>3.据/sup>的R取代基的-O-H基团的O表示氧原子据B.>LA.据/B.>5.据/B.>配体(据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>3.据/B.>,O:ALA据/B.>52.据/B.>)据/B.>(ii)与fe结合据sup>2+据/sup>阳离子SP据sup>2据/sup>O.据sub>3.据/sub>的萘系统和SP的氧原子据sup>3.据/sup>有关配体的R取代基的-O-H基团的O表示氧原子(据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>3.据/B.>,O:ALA据/B.>53.据/B.>)据/B.>。在前一种情况下,破损的据B.>O.据/B.>1据/B.>⋯H据/B.>1据/B.>- o据/B.>2据/B.>没有观察到氢键,但h据sub>1据/sub>质子转移到O据sub>1据/sub>然后变得更接近至O据sub>1据/sub>原子比至O据sub>2据/sub>原子。同时铁结合据sup>2+据/sup>阳离子SP据sup>2据/sup>O.据sub>2据/sub>O的氧原子据sub>2据/sub>- h据sub>1据/sub>基和C = Cπ取代基R的键(据B.>K.据/B.>3.据/B.>- o据/B.>2据/B.>C = C据/B.>) (数字据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/fig2/" target="_blank">2据/一种>)也已经观察到。类似的三籍附件(据B.>K.据/B.>3.据/B.>- o据/B.>3.据/B.>C = C据/B.>)的Fe的据sup>2+据/sup>阳离子SP据sup>2据/sup>O.据sub>3.据/sub>氧萘烯部分的氧气和C =Cπ键相同据B.>LA.据/B.>1 - 8据/B.>配体是可能的。为了清楚起见,这些复合物已分别由象征据B.>BLA据/B.>一世据/B.>和据B.>CLA据/B.>一世据/B.>(据一世>一世据/一世>= 1 - 8)。的输入几何据B.>BLA据/B.>2据/B.>复杂的,优化的结构的特点是铁据sup>2+据/sup>离子结合到据B.>LA.据/B.>2据/B.>配体通过双齿连接。为了评估氢键的重要性,我们建立了初始几何结构是否有氢键(在两种情况下)。对得到的优化结构的反思揭示了Fe的变化据sup>2+据/sup>-配体键(0.010-0.014 Å)较小。这一事实表明,O据sub>1据/sub>⋯H据sub>1据/sub>- o据sub>2据/sub>氢键在据B.>心理契约据/B.>一世据/B.>(据一世>K.据/一世> = 据一世>B.据/一世>,c)没有提供有关几何参数的任何其他信息。总的来说,Fe-O据sub>一世据/sub>(据一世>一世据/一世> = 1, 2) bond lengths are longer than Fe-C homologues.据/p>
为了据B.>LA.据/B.>3.据/B.>配位体中,对应于最低的总能量据B.>CLA据/B.>3.据/B.>复杂的指示的事实,据B.>K.据/B.>3.据/B.>- (O.据/B.>3.据/B.>,c = c)据/B.>协调模式产生最稳定的复合体。对于其他配体,也已经获得了类似的观察结果(据B.>LA.据/B.>2据/B.>,La.据/B.>6.据/B.>那据B.>和洛杉矶据/B.>7.据/B.>)在气相中进行。对于这样的配位模式中获得这种较高的稳定性归因于铁的同时附接据sup>2+据/sup>阳离子与C = C和SP据sup>2据/sup>O.据sub>3.据/sub>氧原子。后者表现出较大的电子给体性质相比SP据sup>3.据/sup>O.据sub>2据/sub>氧原子。这一事实为根据,以铜据sup>2+据/sup>结合到2-甲基-1-(2,4,6-三羟基-3-(3-羟基-3,7-二甲基辛-6-烯基)苯基)丙-1-酮,称为从Hyperjovinol提取据一世>Hypericum Jovis.据/一世>[据一种href="#B36">36.据/一种>].对于获得的显著相对能量据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>证实了在多齿螯合Fe(II)中络合物稳定性的增强,此前由Mwadham等人提出[据一种href="#B37">37.据/一种>].的更高的稳定性据B.>阿拉巴马州据/B.>53.据/B.>相比其他据B.>菲⋯拉据/B.>5.据/B.>复合物(据B.>阿拉巴马州据/B.>5.据/B.>(219.那7.8.2 kJ/mol higher in total energy than据B.>阿拉巴马州据/B.>53.据/B.>),据B.>阿拉巴马州据/B.>52.据/B.>(28.那20.9. kJ/mol higher in total energy than据B.>阿拉巴马州据/B.>53.据/B.>)还展示了Fe的电子体供体组类型的敏感性影响据sup>2+据/sup>阳离子连接。为了具有大大改善的稳定性,相互作用能,焓相互作用的理解,和络合的吉布斯能量已在B3LYP / 6-311 ++ G(d,p)水平被计算。所采用的两种溶剂所得到的结果(乙腈和苯)用于络合并且对于气相获得的示于表据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/tab1/" target="_blank">1据/一种>。统称,所有的相互作用能量都是高度负面的,表明络合过程是高度放热的。当通过气相与所用溶剂的溶剂造成溶剂效应时观察到的结合能量归因于阻碍Fe之间的相互作用据sup>2+据/sup>阳离子和据B.>LA.据/B.>一世据/B.>配体。该液滴对于乙腈更为显着。为了更可测量的配体对Fe的亲和力描述据sup>2+据/sup>阳离子,表据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/tab1/" target="_blank">1据/一种>显示了络合自由能的基础上,选择性是非常通用的传递到一个协调到另一个时:增加的配体亲和性是有序的据B.>LA.据/B.>4.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>5.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>3.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>2据/B.> < 据B.>LA.据/B.>6.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>7.据/B.>(据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>模式),据B.>LA.据/B.>7.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>2据/B.> < 据B.>LA.据/B.>1据/B.> < 据B.>LA.据/B.>3.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>6.据/B.>(据B.>K.据/B.>3.据/B.>- o据/B.>2据/B.>C = C据/B.>模式),以及据B.>LA.据/B.>2据/B.> < 据B.>LA.据/B.>3.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>1据/B.> < 据B.>LA.据/B.>6.据/B.> < 据B.>LA.据/B.>7.据/B.>(据B.>K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>3.据/B.>C = C据/B.>模式)在气相中进行。所观察到的通用性是由于不同的几何形状的变化据B.>LA.据/B.>一世据/B.>的几何结构内的配位体据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>优化几何中的复合物。总的来说,络合自由能量的负值支持该方法在气相中自发的发现和使用的两种溶剂(乙腈和苯)。据/p>
figure据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/fig3/" target="_blank">3.据/一种>表示在Fe原子和金属离子亲和力(MIA)上的保留的NBO电荷之间的可能相关性,该金属离子亲和力(MIA)被认为是络合过程中的焓变的负面的负面,因此在据B.>K.据/B.>2据/B.>- (O.据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>)据/B.>模式,MIA值与FE的保留费相等据sup>2+据/sup>阳离子。另一方面,对于据B.>K.据/B.>3.据/B.>- (O.据/B.>2据/B.>,C = C)据/B.>模式下,MIA值随Fe上的保留电荷变化成反比据sup>2+据/sup>阳离子。在这两种情况下,一个例外是在做据B.>LA.据/B.>一世据/B.>(据一世>一世据/一世> = 6 and 7) complexes. Figure据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/fig4/" target="_blank">4.据/一种>表现出一个事实,即有MIA值之间不存在相关性,并保持电荷对Fe据sup>2+据/sup>k。阳离子据sup>3.据/sup>- (O.据sub>3.据/sub>,C = C)的复合物。净电荷铁的值据sup>2+据/sup>阳离子在范围+(1.432-0.513)在线批准的事实,铁据sup>2+据/sup>阳离子经历而减少据B.>LA.据/B.>一世据/B.>配体进行氧化。电子从后者转移到Fe据sup>2+据/sup>而铁离子则随铁离子的附着而增加据sup>2+据/sup>阳离子与C = C朝向确认检查的分子系统中的金属阳离子的氧化作用。这一结果是根据上1,2,3-三唑衍生物完成之前的观察[据一种href="#B38">38.据/一种>],姜黄素[据一种href="#B24">24.据/一种>]和hyperjovinol [据一种href="#B36">36.据/一种>].从表格据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/tab1/" target="_blank">1据/一种>,人们可以注意到,电子转移的减小是在乙腈中更敏感。这可以归因于它的极性财产。就整体而言,这是一个建议,电子转移从配体到铁据sup>2+据/sup>在形成协调债券期间发生阳离子。据/p>
电子密度的拉普拉斯算子(该值据span class="nowrap">
)据/span>计算(BCP)用于X-H ...键临界点(BCP)是第二衍生物。在该区域中观察到局部电子电荷(耗尽),其中电子密度Laplacian的值是阳性的(表据一种href="#supplementary-material-1">1s.据/一种>).这揭示了相互作用的特征在于氢原子H接触区域中的密度耗尽据sub>1据/sub>和氧原子O据sub>1.据/sub>局部多余的动能在这样的互动优势。的平均比例据svg height="12.5977pt" id="M24" style="vertical-align:-3.30937pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -9.28833 93.9167 12.5977" width="93.9167pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
供体配体与Fe相互作用的性质据sup>2+据/sup>阳离子在据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>复合物已被使用表中列出的拓扑参数检测据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/tab2/" target="_blank">2据/一种>:电子密度(据一世>ρ据/一世>(据一世>R.据/一世>)),它的拉普拉斯算子据span class="nowrap">
那据/span>动能密度据span class="nowrap">
那据/span>潜在的能量密度据span class="nowrap">
那据/span>电子的总能量(据一世>H据/一世>(据一世>R.据/一世>),以及金属 - 配体键的椭圆率(据一世>ɛ据/一世>))在它们的键临界点(BCP)。BCP的为配位键的电子密度是发现在范围内变化:0.069-0.111埃据sup>'据/sup>那0.。11.9.-0.。33.0. Å据sup>'据/sup>和0.049-0.330据sup>'据/sup>,分别为据B.>K.据/B.>2据/B.>- (O.据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>)据/B.>那据B.>K.据/B.>2据/B.>- (O.据/B.>一世据/B.>o)据/B.>和据B.>K.据/B.>3.据/B.>- (O.据/B.>一世据/B.>,C = C)据/B.>:据一世>一世据/一世>= 2, 3。调查结果的表格据一种href="//www.newsama.com/journals/bca/2020/2103239/tab2/" target="_blank">2据/一种>证明了电子密度的拉普拉斯的值是统一的,除了据B.>阿拉巴马州据/B.>52.据/B.>复杂的。这意味着电子密度的收缩的卓越相互作用据一世>ρ据/一世>(r)向每个原子核。因此,平行梯度和曲率据一世>ρ据/一世>(r)是伟大的。斥力合力作用于原子核。值得一提的是据一世>ρ据/一世>的铁 - O(r)的值据sub>一世据/sub>(据一世>一世据/一世> = 2, 3) bonds are higher than those Fe–C in the case of据B.>K.据/B.>3.据/B.>- (O.据/B.>2据/B.>,C = C)据/B.>和据B.>K.据/B.>3.据/B.>- (O.据/B.>3.据/B.>,c = c)据/B.>配位模式,支持后者的键距离最大的事实。据/p>
计算出的平均比据svg height="12.5977pt" id="M38" style="vertical-align:-3.30937pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -9.28833 93.9167 12.5977" width="93.9167pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
因此,电子密度的浓度位于铁的配体原子之间据sup>2+据/sup>和后者。对于分析的所有互动,负值据svg height="11.5564pt" id="M47" style="vertical-align:-2.26807pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -9.28833 25.5969 11.5564" width="25.5969pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
由式(据一种href="#EEq3">3.据/一种>)和在各种介质中检验的孤立配体的库普曼定理列于表中据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>。表的反省据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>表示直接过程得到的IP值(库普曼定理[据一种href="#B31">31.据/一种>])是在气相下。The difference in IP ranges from 58.362 to 137.224 kJ/mol. Similar observations have been found out for nonpolar solvent (benzene and toluene) with lower differences in IP: an average difference in IP is 32.451 and 27.367 kJ/mol, respectively, for benzene and toluene. Nonetheless, higher average differences in IP (155.622 and 135,733 for water and acetonitrile respectively) have been yielded in the benefit of that obtained from Koopman’s theorem. On the whole, we can conclude that the IP gap between results obtained from one procedure to another varies with the dielectric constant of the solvent. This may be attributed to the variation of the enthalpy of the solvation of the electron. Arbitrarily, we concentrate the further analysis of the antioxidant power of isolated ligand according to equation (据一种href="#EEq3">3.据/一种>).从表格据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>中,可以认为,在C的移位= C朝向的萘环的双键据B.>LA.据/B.>1据/B.>leads to a 9.84 kJ·mol据sup>-1据/sup>在IP下降(据B.>LA.据/B.>2据/B.>).这可以归因于共轭体系的延伸。关联到π电子共轭此扩展先前已经显示在多酚deoxybenzoins的IP值[其影响据一种href="#B41">41.据/一种>].最近,Li等人从实验上揭示了双键位置对2-苯基苯并呋喃抗氧化能力的影响[据一种href="#B42">42.据/一种>].相反,替代两种甲基据B.>LA.据/B.>1据/B.>B.y bromide atoms provokes a 36.66 kJ/mol augmentation in IP (据B.>LA.据/B.>3.据/B.>).在同样,C的饱和度= C双键的键据B.>LA.据/B.>1据/B.>导致46.70 kJ / mol IP增加(据B.>LA.据/B.>4.据/B.>).此增强示出了该C = C的改进的抗氧化能力中的重要作用的两倍。这与增强的生物效应协议通过C = C键的陈[证实存在据一种href="#B43">43.据/一种>].在IP的区别据B.>LA.据/B.>2据/B.>和据B.>LA.据/B.>6.据/B.>E.qual to 4.776 kJ/mol exhibits the effect of steric hindrance on antioxidant activity. The alteration of the antioxidant activity of some Schiff base ligands and their copper (II) complexes by this steric hindrance has been reviewed by Salga et al. [据一种href="#B44">44.据/一种>].同样,Sun等。已经实验证明,黄酮类化合物的抗氧化活性分离自据一世>河北温和的菊花据/一世>是葡糖苷的空间位阻敏感[据一种href="#B45">45.据/一种>].从表格据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>那一世t should be observed that molecules with lower IP value than that of gallic acid (792.9 kJ/mol [据一种href="#B46">46.据/一种>]) and caffeic acid (762.9 kJ/mol) calculated at the same level of theory are据B.>LA.据/B.>1据/B.>那据B.>LA.据/B.>2据/B.>,据B.>LA.据/B.>6.据/B.>。此外,IP地址为据B.>LA.据/B.>1-3据/B.>和据B.>LA.据/B.>6.据/B.>低于气相和水中的抗坏血酸(804.000kJ / mol(气相)和517.484(水)kj / mol,在B3LYP / 6-311 ++ g(2d,2p)// b3lyp /6-31g(d,p)[据一种href="#B41">41.据/一种>].总体上,这表示分子的更高的抗氧化能力(据B.>LA.据/B.>1-3据/B.>和据B.>LA.据/B.>6.据/B.>)据/B.>与这两个介质中的抗坏血酸相比。据/p>
在溶液相,IP值比匹配气相值低。The average differences between IP in gas and that in other media are equal to 267.611 kJ/mol (water), 253.931 kJ/mol (acetonitrile), 90.930 kJ/mol (benzene), and 97.808 kJ/mol (toluene). This demonstrates the sensitivity of the cation radical forms of isolated ligand (据B.>LA.据/B.>一世据/B.>),以不同的溶剂中使用的极性[据一种href="#B21">21.据/一种>那据一种href="#B47">47.据/一种>].这可能归因于电子的溶剂化的焓的最低值。The increasing order of IP in media is water < acetonitrile < toluene < benzene < gas. From Table据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>,计算的IPFE值表明,不管考虑的环境如何,SET机制都不是自发的。计算的知识产权据sub>C.据/sub>铁的值据sup>2+据/sup>在三个介质(气体,水,和苯)螯合物根据库普曼定理(如上所述)报道在表据一种href="#supplementary-material-1">3S.据/一种>。配合这个IPC值的那些自由配体的比较(表据一种href="#supplementary-material-1">2s据/一种>和据一种href="#supplementary-material-1">3S.据/一种>)显示的事实,前者的值大大提高。The difference in IP is in the following range: 107.934–712.718 (gas phase), 36.810–632.220 (acetonitrile), and 280.561–407.583 kJ/mol (benzene).据/p>
这是一个指示从所述电子提取据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>配合物比自由配体的配合物更困难。阳离子中电子的紧密结合据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>复杂系统是类似于铁做的计算预测据sup>2+据/sup>-caffeic酸苯酯衍生物的复合物(在气相中)据一种href="#B48">48.据/一种>)和铁据sup>2+据/sup>- 滤油复合物(气体和DMSO溶剂相中)[据一种href="#B24">24.据/一种>].在后者的情况下,其他的二价金属阳离子(锰据sup>2+据/sup>和锌据sup>2+据/sup>)已显示出其增强姜黄素抗氧化活性的能力。据/p>
在本论文中,我们已在拉帕醇的理论及其衍生物7的B3LYP / 6-311 ++ G(d,p)水平给出的计算的计算。极化连续模型的积分方程形式主义据B.>(据/B.>IEF据B.>-据/B.>PCM.据B.>)据/B.>用于检验在溶液相(水,乙腈,苯和甲苯)中的预测。我们将考试限制在SET机制上。事实证明,不管环境如何,这种机制都不是自发的。介质中产率的增加顺序为:水<乙腈<甲苯<苯<气体。IPs的铁据sup>2+据/sup>复合物大于免费分离的配体。这一事实表现出困难的电子提取据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>复合物。一般来说,电子从配体转移到Fe据sup>2+据/sup>阳离子是三齿模式的协调更加明显。在分离的配体,所述氢键相互作用已经显示出在所有媒体共价的,而金属 - 配体键合是在气相中间类型的相互作用。综合来看,络合过程已证明是高度放热。的优化结构据B.>Fe.据/B.>2+据/B.>拉...据/B.>一世据/B.>B3LYP / 6-311 ++ G(D,P)的复合物的特点是FE-O据sub>一世据/sub>(据一世>一世据/一世> = 1, 2) bond lengths that are longer than Fe-C homologues in all the media.据/p>
用于支持本研究结果的数据可用。据/p>
作者声明他们没有利益冲突。据/p>
作者感谢Cyril Assongo Kenfack博士(喀麦隆杜阿拉大学Cepamoq)进行了有益的讨论。感谢斯特拉斯堡大学高性能计算中心(Equipex: Programme d 'Investissements d 'Avenir)提供的科学支持和计算资源获取。据/p>
表1S:分子间氢键参数;BCP参数:拉帕醇及其衍生物在其他介质中B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31+G(d,p)水平上的电子密度()和电子密度()和氢键强度(kJ/mol)的拉普拉斯公式。表2S:在B3LYP/6-311++G(d,p)下,自由配体在各种介质中的电离势和电离势自由能的kJ/mol值(加粗面数采用Koopman定理计算)。表3S:用B3LYP/6- 311++G(d,p)//B3LYP/6-31+G(d,p)计算不同介质中Fe2±配体的电离势和电离势自由能的kJ/mol值。图1S:气相键临界点h键距离与电子密度及电子密度的拉普拉斯线性关系。据一世一世d="supp-1">(据一种href="http://downloads.hindawi.com/journals/bca/2020/2103239.f1.pdf" target="_blank">补充材料据/一种>)据/一世> 版权所有©2020 Djafarou nough Pajoudoro等人。这是一篇发布在据一种R.E.l="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">创意公共归因许可证据/一种>如果正确引用了原始工作,则允许在任何媒体中的不受限制使用,分发和再现。据/p>
2.计算细节据/h4>
3.结果与讨论据/h4>
3.1.孤立配体的一般考虑据/h5>
3.2。金属螯合作用机制据/h5>
气体据/td>
乙腈据/td>
苯据/td>
复合物据/一世>
米娅据/td>
米娅据/td>
米娅据/td>
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-据/td>
-据/td>
-据/td>
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-据/td>
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(一种)据/strong>
(b)据/strong>
(一种)据/strong>
(b)据/strong>
3.3.拓扑性质据/h5>
复合物据/td>
配件...... FE.据/B.>2+据/B.>分离据/B.>距离(Å)据/td>
Q / E.据/td>
E.据/一世>㈡据/sub>
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(千焦/摩尔)据/td>
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K.据/B.>2据/B.>- o据/B.>1据/B.>阿,据/B.>2据/B.>
阿拉巴马州据/B.>2据/B.>
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3.4.电子转移机制据/h5>
4.结论据/h4>
数据可用性据/h4>
利益冲突据/h4>
致谢据/h4>
补充材料据/h4>
参考据/h4>
版权据/h4>