李石雄 廖蓓玲＊, 罗培 蒋毅民

(1广西师范大学化学与药学学院，桂林541004)

(2河池学院化学与生命工程学院，宜州546300)

4-(3H)-喹唑酮Co(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)配合物的合成、晶体结构、荧光和抗癌活性

李石雄1,2廖蓓玲＊,1,2罗培1蒋毅民1

(1广西师范大学化学与药学学院，桂林541004)

(2河池学院化学与生命工程学院，宜州546300)

以4(3H)-喹唑酮、Co(NO3)2·6H2O、AgNO3为原料，在相同物料比、溶剂和常温条件下，合成了配合物[Co(L)2·(H2O)2·(NO3)2] (1)和[Ag(L)2·(NO3)](2)(L=4-(3H)-喹唑酮)。对其进行了X-射线单晶衍射表征和热重分析。X-射线单晶衍射分析表明，它们都属于三斜晶系，但1是六配位，2是三配位的。还测定了2的固体荧光和抗癌活性。配合物2的最大发射波长比配体红移了27 nm，其对NCI(人非小细胞肺癌细胞)有较好的抗癌作用。

配合物；4-(3H)-喹唑酮；荧光；抗癌活性

过渡金属配合物具有光、磁等特性，在发光材料、生物医学和催化领域有广阔的前景，因而受到广泛关注[1-5]。药理试验证明，4-(3H)-喹唑酮及其衍生物具有抗菌[6-7]、抗病毒[8]，抗癌[9-10]，抗高血压[11]，抗高血脂[12]，以及抗高胆固醇[13]作用。因此，研究4-(3H)-喹唑啉酮配合物的药理活性具有重要的意义。在溶液中，4-(3H)-喹唑啉酮具有共轭体系，可以以1H、3H和4-OH 3种同分异构体存在。它们非常容易形成平面型配合物。这类配合物易以插入方式与肿瘤或病毒的DNA作用，从而达到抗肿瘤、抗病毒的目的。本文以4-(3H)-喹唑酮、Co(NO3)2·6H2O、AgNO3为原料，在相同物料比、溶剂和常温条件下，成功合成了2个配合物：[Co(L)2(H2O)2(NO3)2](1)，[Ag (L)2(NO3)](2)。并研究了2的固体荧光和抗癌活性。

1 实验

1.1 仪器与试剂

仪器：Nicolet FT-IR型傅立叶变换红外光谱仪，摄谱范围400～4 000 cm-1；安捷伦supernova单晶衍射仪；德国Elemental公司Vario-EL元素分析仪；Perkin Elmer公司Pyris Daimond TG-DTA差热-热重综合分析仪，氮气气氛，45～1 000℃，升温速度5℃·min-1；时间分辨荧光光谱仪FL3-TCSPC，狭缝宽度为1 nm。

试剂：4-(3H)-喹唑酮(化学纯)，乙腈(化学纯)，Co(NO3)2·6H2O(化学纯)，AgNO3(化学纯)。

1.2 配合物[Co(L)2·(H2O)2·(NO3)2](1)的合成

将0.2 mmol 4-(3H)-喹唑酮(0.029 2 g)与0.1 mmol Co(NO3)2·6H2O(0.029 6 g)溶于10 mL乙腈溶液中，在室温下搅拌20 min，过滤，收集滤液于50 mL的烧杯中，室温下自然挥发48 h，有粉红色块状晶体生成。产率50%。元素分析(C16H16CoN6O10)计算值(%)：C，37.55；H，3.21；N，16.55；理论值(%)：C，37.59；H，3.15；N，16.44。红外(KBr，cm-1)：3854w，3 759w，3 428s，1 626m，1 516w，1 389s，1 042w，758w，678w，520m。

1.3 配合物[Ag(L)2·(NO3)](2)的合成

2的合成方法与1类似，只是将金属盐换为0.1 mmol AgNO3(0.016 9 g)，得无色针状晶体。产率78.1%。元素分析(C16H12AgN5O5)计算值(%)：C，41.56；H，2.83；N，14.87。理论值(%)：C，41.58；H，2.62；N，15.15。红外(KBr，cm-1)：3459m，3159w，3127s，1689 s，1 611s，1 453m，1 389s，1 310m，1 231m，1 137m，899s，758s，678m，536m，505w，410w.

1.4 X-射线衍射测定及晶体结构解析

分别取配合物1和2大小合适的晶体颗粒用于晶体结构测试，衍射数据在安捷伦supernova单晶衍射仪上进行的X-射线衍射实验进行收集。用石墨单色化的Mo Kα辐射作为衍射光源(λ=0.071 073 nm)，收集温度均为293(2)K，分别在一定的θ范围内收集到单晶衍射数据。晶体结构用Olex2软件进行解析[14]，全部数据由经验吸收校正，非氢原子坐标及各向异性用Olex2经全矩阵最小二乘法精修[14]。配合物1和2的晶体学参数列于表1中。配合物1和2的部分键长键角列于表2中，配合物1和2的氢键列于表3中。

CCDC：1011403，1；1011401，2。

表1 配合物1和2的晶体学参数Table 1Crystallographic data of 1 and 2

续表1

表2 配合物1和2的部分键长和键角Table 2Selected bond lengths(nm)and bond angles(°)for 1 and 2

表3 配合物1和2的氢键Table 3Hydrogen bond of complexes 1 and 2

2 结果和讨论

2.1 配合物1的晶体结构

配合物1属于P1空间群，三斜晶系，晶体学参数如表1所示，部分键长键角列于表2中。配合物1的分子结构如图1所示。这里仅有1个晶体学上独立的Co(Ⅱ)离子。Co(Ⅱ)分别与来自2个配体上的2个N原子(N1，N1i)以及来自水分子的2个O原子(O2，O2i)和来自硝酸根上的2个O原子(O3，O3i)配位，配位数为6。其中O2,O2i2个原子占据轴向位置，N1，N1i，O3，O3i4个原子占据赤道位置。Co-N键的键长0.216 2(2)nm，Co-O键的键长范围为0.206 94(19)～0.214 2(2)nm，它们都与文献报道的此类化合物键长相似[15]。

图1 配合物1的分子结构图Fig.1Molecular structure of complex 1

由于水分子的引入，使得配合物1中，不仅有分子内氢键，同时也有分子间氢键。配体上的羰基与水分子形成了O-H…O氢键，构成了分子内氢键(图2)，同时硝酸根上的O原子与另一个配合物上的水分子形成了O-H…O氢键，从而形成了分子间氢键(图3)，通过大量氢键作用，形成了晶体的2D结构(如图4所示)。

图2 配合物1的分子内氢键Fig.2Intramolecular hydrogen bonds of complex 1

图3 配合物1的分子间氢键Fig.3Intermolecular hydrogen bonds of complex 1

图4 通过氢键形成的晶体1的2D结构Fig.42D structure of 1 formed by hydrogen bonds viewed along c axis

2.2 配合物2的晶体结构

配合物2属于P1空间群，三斜晶系，晶体学参数如表1所示，部分键长键角列于表2中。配合物2的分子结构如图5所示。这里仅有一个晶体学上独立的Ag(Ⅰ)离子。Ag(Ⅰ)分别与来自配体上的2个N原子(N1，N3)以及来自硝酸根上的O原子(O3)配位，配位数为3。Ag-N键的键长范围为0.216 0(3)～0.222 2(3)nm，Ag-O键的键长为0.249 4(3)nm，它们都与文献报道的此类化合物键长相似[16]。

图5 配合物2的分子结构图Fig.5Molecular structure of complex 2

由于在配合物2中一个4-(3H)-喹唑酮配体的羰基对位N原子与Ag(Ⅰ)配位，羰基邻位上的N原子未脱质子，与另一分子的4-(3H)-喹唑酮配体的羰基氧之间形成了N-H…O氢键。此外，另一个4-(3H)-喹唑酮配体的羰基对位上的N原子未脱质子，与另一分子中的硝酸根上的O原子形成了N-H…O氢键(图6)。

图6 配合物2中的氢键Fig.6Hydrogen bonds of complex 2 viewed along a axis

2.3 配合物1和2的热重分析

图7是1和2的热重分析曲线。从热重分析曲线上可以看出：配合物1在30℃至137℃失重7.01%，对应于失去配合物中的2个配位水分子(理论值：7.04%)。在138～691℃之间失重56.1%，说明配合物中的4-(3H)-喹唑酮配体已经完全分解(理论值：57.1%)。在692～744℃之间的失重可能对应的是硝酸根配体的失去，最后剩余25%的残余物。由于没有配位水，配合物2的热稳定性要高于1。

2.4 配合物2的荧光性质

在室温条件下，固态配体L的荧光光谱图如图8所示。从图中可以看出，当最大激发波长λex=360 nm时，L在λem=412 nm处有一个最大发射峰。该发射峰可归结为π*-π电子跃迁。

图7 配合物1和2的热重分析曲线Fig.7Thermogravimetric analysis curves of complexes 1 and 2

图8 配体(L)的固态荧光发射图Fig.8Solid state fluorescent emission of ligand L

常温下，配体L与Ag(Ⅰ)形成配合物2后，当激发波长λex=397 nm时，有最大发射(λem=439 nm)。配合物2的最大发射波长红移了27nm(图9)。据类似的文献报道，由于金属Ag离子最外层为d10电子构型，一般不允许d→d*电子跃迁，但是其与配体发生配位反应后，其配位作用影响了配体间的电子云密度的排布[17]，因此配合物2的荧光发光可归结为受到金属离子微扰的配体内部的π*-π电子跃迁。

图9 配合物2的固态荧光发射图Fig.9Solid state fluorescent emission of complex 2

2.5 MTT法测定配合物2的抗癌活性

通过MTT[18]法测定配合物2对7404(人肝癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)、Hep G2(人肝癌细胞)、NCI-H1650(人小细胞肺癌细胞)的抗癌活性，测试结果以IC50表示，所得结果如表4所示。

从表4可以看出，配合物2只对NCI-H1650(人小细胞肺癌细胞)有较好的抗癌作用。

表4 配合物2的抗癌活性Table 4Complex 2 anticancer activity expressed as IC50μmol·mL-1

3 结论

以4-(3H)-喹唑酮、Co(NO3)2·6H2O、AgNO3为原料，在相同物料比、溶剂和常温条件下，合成了2个金属配合物。通过比较配合物1和2的结构和配位模式，证明了4-(3H)-喹唑酮在溶液中有1H、3H两种同分异构体存在。热重分析曲线表明配合物2比配合物1稳定。配合物2的荧光发光可归结为受到金属离子微扰的配体内部的π*→π电子跃迁。在4组抗癌活性实验中，结果表明配合物2只对NCI-H1650(人小细胞肺癌细胞)有较好的抗癌作用。

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Syntheses,Structures,Fluorescence and Anticancer Activity of Co(Ⅱ)and Ag(Ⅰ)Complexes with 4-(3H)-Quinazolinone

LI Shi-Xiong1,2LIAO Bei-Ling＊,1,2LUO Pei1JIANG Yi-Min1
(1College of Chemistry and Pharmacy,Guangxi Normal University,Guilin,Guangxi 541004,China)
(2College of Chemistry and Biological Engineering,Hechi University,Yizhou,Guangxi 546300,China)

Complexes[Co(L)2(H2O)2(NO3)2](1)and[Ag(L)2(NO3)](2)were synthesized(L=4-(3H)-quinazolinone), and were both characterized by single crystal X-ray diffraction analysis and thermogravimetric analysis.Single crystal X-ray diffraction analysis showed that they all belong to triclinic space group,but 1 is six-coordinated and 2 is three-coordinated.Meanwhile,the solid-state fluorescence and anticancer activity of 2 also were studied. CCDC:1011403,1;1011401,2.

complex;4-(3H)-quinazolinone;fluorescence;anticancer activity

O614.81+2；O614.122文献识别码：A

1001-4861(2015)02-0291-06

10.11862/CJIC.2015.045

2014-08-30。收修改稿日期：2014-10-29。

桂林市科学研究与技术开发计划(No.20110330)和广西教育厅基础研究(No.200807MS090)资助项目。＊

。E-mail：liaobeiling1324@163.com