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Nov 03, 2023

Complessi Ni2+ e Cu2+ di N

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 13414 (2023) Cita questo articolo 2287 Accessi 1 Dettagli metriche altmetriche I composti metallici hanno continuato ad attrarre diverse applicazioni grazie alla loro

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13414 (2023) Citare questo articolo

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I composti metallici hanno continuato ad attrarre diverse applicazioni grazie alla loro malleabilità in diverse capacità. In questo studio presentiamo i nostri risultati sulle strutture cristalline e sulle proprietà funzionali dei complessi Ni2+ e Cu2+ di N'-(2,6-diclorofenil)-N-mesitilformamidina ditiocarbammato (L) comprendente [Ni-(L)2] (1 ) e [Cu-(L)2] (2) con un centro metallico a quattro coordinate. Abbiamo stabilito le due strutture complesse attraverso la risonanza magnetica nucleare (NMR) 1H e 13C, l'analisi a raggi X elementare e monocristallo. Le analisi hanno mostrato che i due complessi sono isomorfi, avendo P21/c come gruppo spaziale e un indice di similarità di cellula unitaria (π) di 0,002. I due complessi si conformano a una geometria planare quadrata distorta attorno ai centri metallici. I dati calcolati e sperimentali, comprese le lunghezze dei legami, gli angoli e i valori NMR, sono simili. L'analisi della superficie di Hirshfeld ha rivelato il contributo variazionale dei diversi tipi di contatti intermolecolari guidati dal reticolo cristallino dei due complessi solvatati. La nostra conoscenza delle potenziali implicazioni biologiche di queste strutture ci ha permesso di sondare i composti come potenziali inibitori del CYP3A4. Questo approccio imita le tendenze attuali nella progettazione farmaceutica e nella biomedicina incorporando molecole potenzialmente attive in vari mezzi per prevederne l'efficacia biologica. Le simulazioni mostrano un legame apprezzabile dei composti 1 e 2 al CYP3A4 con energie di interazione medie di –97 e –87 kcal/mol, rispettivamente. La proteina raggiunge almeno cinque stati conformazionali nei tre modelli studiati utilizzando un clustering basato su un modello di miscela gaussiana e una previsione dell'energia libera. L'analisi del campo elettrico mostra i residui cruciali per il legame del substrato nel sito attivo, consentendo alla struttura del CYP3A4 di funzionare in modo predittivo. L'inibizione prevista con questi complessi Ni2+ e Cu2+ indica che la sovraespressione di CYP3A4 in uno stato patologico come il cancro si ridurrebbe, aumentando così la durata di conservazione dei composti chemioterapici per l'assorbimento. Questo studio multidimensionale affronta vari aspetti dell'elettronica molecolare dei metalli, inclusa la loro applicazione come inibitori che imitano il substrato. Il risultato consentirebbe ulteriori ricerche sui composti biometallici dal potenziale critico.

L'uso del ditiocarbammato nella chimica di coordinazione è disponibile in letteratura1 con molte informazioni strutturali per i loro complessi che facilitano numerose applicazioni; è applicabile in fotochimica2, catalisi3, agricoltura4, chimica analitica5 ed energia solare6. Viene anche impiegato come precursore a fonte unica per preparare nanoparticelle di solfuro metallico ricoperte organicamente7, inibitori dell'ipertrofia cardiaca8, candidati antitumorali9, composti antibatterici10 e agenti antiossidanti11. I ditiocarbammati sono flessibili da funzionalizzare, facilitando la regolazione delle architetture strutturali e delle proprietà elettroniche12,13. Una via sintetica notevole dei ditiocarbammati è la reazione one-pot dell'ammina e del disolfuro di carbonio in un solvente adatto con l'aggiunta di un precursore acquoso di sale metallico14.

La teoria del funzionale della densità (DFT) consente i calcoli delle proprietà chimiche per prevedere la stabilità, gli stati elettronici e la reattività chimica dei composti, inclusi i complessi metallici ditiocarbammato15. Se le strutture cristalline non sono disponibili, la DFT consente la spiegazione della geometria e della struttura dei complessi con le loro proprietà chimiche9. Abbiamo precedentemente riportato le applicazioni dei complessi 1 e 2 come agenti antibatterici e antiossidanti16 senza coordinate cristallografiche. Sulla base della nostra osservazione, abbiamo previsto che gli studi computazionali delle strutture cristalline a raggi X appena segnalate avrebbero fornito informazioni dettagliate sulle loro proprietà strutturali, previsione della reattività e altre applicazioni. Pertanto, lo studio mira a fornire una delucidazione strutturale dettagliata dei composti isomorfi e prevedere teoricamente le loro applicazioni biologiche.