一对含有吡唑啉-肼骨架的Ru(II)-羰基配合物：合成、光谱学研究以及通过集成密度泛函理论（DFT）探讨其抗氧化、抗菌和药物吸收、分布、代谢及排泄（ADME）特性

《Results in Chemistry》：A pair of Ru(II)-carbonyl complexes with pyrazoline-hydrazide scaffolds: synthesis, spectroscopy, and probing antioxidant, antimicrobial, and ADME profiles via integrated DFT studies

　　普拉迪普·K·维斯瓦卡玛（Pradeep K. Vishwakarma）| 库什彭德拉·S·贾格尔（Pushpendra S. Jaget）| 阿卜杜拉齐兹·M·阿尔莫希亚维（Abdulaziz M. Almohyawi）| 萨伊德·S·萨曼（Saeed S. Samman）| 拉姆·C·毛里亚（Ram C. Maurya）| 苏塔帕·罗伊（Sutapa Roy）| 阿卜杜勒拉赫曼·A·阿尔西马里（Abdulrahman A. Alsimaree）| 苏丹·I·阿尔库贝西（Sultan I. Alkubaysi）| 萨利赫·A·艾哈迈德（Saleh A. Ahmed）| 贾恩·穆罕默德·米尔（Jan Mohammad Mir）
印度马德hya邦贾巴尔普尔市Vishwavidyalaya大学Rani Durgavati学院化学与药学研究生研究部

**摘要**
本文报道了两种钌(II)羰基配合物的合成、表征、抗氧化性和抗菌性研究，以及基于密度泛函理论（DFT）的ADME（吸收、分布、代谢、排泄）综合分析。这些配合物与Schiff碱配体N-(4-甲酰基-3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮)-水杨酸肼（H3L1）和N-(4-甲酰基-3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮)-苯甲酸肼（H2L2）的配位作用通过元素组成分析、红外光谱（IR）和1H{13C}-NMR数据进行了结构表征。化合物trans-[Ru(CO)(PPh3)2(HL1)] 1和trans-[Ru(CO)(PPh3)2(L2)] 2是通过将[RuHCl(CO)(PPh3)3]与(H3L1)或(H2L2)在水-乙醇介质中反应制得的。这些化合物通过光谱（FT-IR、1H NMR、UV/Vis和ESI-MS）和多种物理化学方法进行了表征。利用循环伏安法研究了这些化合物的电化学性质。此外，还基于TD-DFT结果进行了几何优化、振动分析、NMR和UV/Vis的理论计算，以与实验数据进行了比较。电子表面分析和NLO（非线性光学）性质也通过B3LYP/LANL2DZ基组对Ru进行了研究，对其他所有原子则使用了B3LYP/6-311 g(d,p)基组。这些化合物在实验和理论上均被测试了其在抗氧化和抗菌方面的应用潜力，并对其潜在的生物学相关性进行了推测。

**1. 引言**
钌(II)羰基配合物在药物化学中具有重要地位，因为它们结合了钌的有用性质和一氧化碳的动态特性[1][2][3]。羰基（CO）不仅仅是一个被动参与者；它主动调节钌中心的电子密度，进而影响配合物与生物分子的相互作用[4][5]。CO配体根据需要吸收或捐赠电子密度，有助于稳定钌的较低氧化态，使整个配合物在生理条件下更加稳定。此外，某些钌(II)羰基配合物可以作为一氧化碳释放分子（CORMs），在体内缓慢释放可控量的一氧化碳[6][7][8][9]。释放的一氧化碳具有重要的生物学信号功能，包括减轻炎症和扩张血管。因此，这些配合物具有双重优势：钌中心可以直接发挥治疗效果，而CO配体则具备抗炎和血管扩张作用[10][11]。这种双重作用使得Ru(II)羰基体系特别适合设计智能金属药物，这类药物不仅能杀死病原体或癌细胞，还能温和调节生物信号通路，从而可能减少副作用[12][13]。

尽管具有这种潜力，但大多数现有研究仍将钌与简单的配体（如多吡啶或芳烃）结合[14][15]。将Ru(II)羰基片段与更复杂的有机骨架（包括杂吡唑啉-肼体系）整合的研究仍然较少。这些结构已在药物设计中得到广泛应用，因为它们能够形成氢键、通过富含氮的核捐赠电子，并表现出抗氧化、抗菌和抗炎活性。此外，它们还是一类具有重要生物学相关性的杂环化合物，包括抗氧化、抗菌和抗炎作用。将吡唑啉和肼官能团结合在一个骨架内为协同生物活性提供了机会。最近的研究探索了这类配体与过渡金属（包括钌）的配位化学，以评估其潜在的治疗应用[16][17][18]。通过将氧化还原活性的Ru(II)羰基中心与生物活性吡唑啉-肼骨架结合，有望创造出金属和有机部分协同作用的效应。然而，目前还没有一项研究同时综合了这类杂化体系的合成、详细的光谱分析以及抗氧化性、抗菌性和药物吸收（ADME）评估。

此外，未成对电子在抗氧化作用、钌辅助的自由基清除和其他生物作用中的作用可以通过密度泛函理论（DFT）和虚拟筛选等理论化学方法来解释。本研究使用了两种结构相关的配体H?L1（其中含有水杨酸肼部分和一个额外的酚类OH基团）和H?L2（含有苯甲酸肼），以系统比较这些结构差异对金属配位、电子性质和生物活性的影响。H?L1中的酚类OH基团预计增强了氢键能力和抗氧化活性。本文描述了这两种钌(II)羰基配合物的合成、表征和生物学评估，并辅以DFT计算结果。图1展示了研究中使用的配体结构。鉴于肼-腙结构的良好抗菌和抗氧化潜力[19][20]，本研究旨在通过其与钌-羰基部分的配位来提高其效力。这种金属配位策略有望在保持良好药物特性的同时增强生物活性。因此，本研究系统评估了这些新型Ru-羰基配合物的抗菌和抗氧化活性及其ADME特性，以确保其未来的治疗应用的安全性和有效性。

**2. 实验部分**
2.1. **材料与方法**
本研究中使用了分析级试剂。前体化合物[RuHCl(CO)(PPh?)?]按照已发表的程序合成[21]。4-甲酰基-3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮通过3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮与三氯磷在DMF中缩合制备，并通过乙醇重结晶。所有溶剂在使用前均经过干燥和蒸馏。UV–Vis光谱是在Shimadzu UV-1800光谱仪上记录的；FT-IR光谱是在PerkinElmer Spectrum 100光谱仪上使用KBr颗粒获得的；1H-NMR和13C-NMR光谱是在Bruker Avance 400 MHz光谱仪上使用DMSO-d?和TMS作为内标进行的。电化学测量是在Epsilon (BASi Cell Stand)系统中进行的三电极配置；摩尔电导率是用Systronics电导率计测量的；ESI-质谱是在Waters Q-TOF质谱仪上记录的。

2.2. **Schiff碱配体的合成**
H?L1 Schiff碱是通过将4-甲酰基-3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮（5 mmol，1.02 g）的乙醇溶液（20 mL）与等摩尔的水杨酸肼（5 mmol，0.76 g）的乙醇溶液（20 mL）反应制备的。混合物在回流条件下反应6小时。冷却后，沉淀产物过滤，用冷乙醇洗涤，再从乙醇中重结晶得到H?L1（黄色固体，产率为78%）。类似地，4-甲酰基-3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮（5 mmol，1.02 g）与苯甲酸肼（5 mmol，0.69 g）在乙醇中（20 mL）回流反应6小时得到H2L2（黄蜂黄色固体，产率为70%）。

2.3. **Ru(II)-羰基配合物的合成**
化合物1（trans-[Ru(CO)(PPh?)?(HL1)]的合成是将[RuHCl(CO)(PPh?)?]（1 mmol，0.95 g）的乙醇溶液（20 mL）加入到H?L1（1 mmol，0.34 g）的乙醇溶液中，在氮气气氛下回流反应7小时。所得溶液浓缩，沉淀产物过滤，用冷乙醇洗涤，再从乙醇中重结晶得到化合物1（黄油黄色固体，产率为65%）。同样地，化合物2（trans-[Ru(CO)(PPh?)?(L2)]通过使用H?L2（1 mmol，0.32 g）替代H?L1进行类似反应得到，产物为奖章黄色固体（产率为67%）。

2.4. **抗氧化活性**
2.4.1. **DPPH自由基清除实验**
DPPH自由基清除活性使用标准方法[22]进行评估。样品溶液浓度为20–100 μM，与DPPH溶液（0.1 mM）混合并在室温下孵育30分钟。测量517 nm处的吸光度下降。丁基羟基甲苯（BHT）作为阳性对照，DMSO作为阴性对照。所有实验重复三次。清除活性（S%）通过以下公式计算：
S% = [(A? – AC)/A?] × 100
其中A?是对照样品（无样品的DPPH溶液）的吸光度，AC是样品存在时的吸光度。半最大清除浓度（IC??）通过剂量-反应曲线进行线性回归分析确定。

2.4.2. **一氧化氮（NO•）自由基清除实验**
NO•自由基清除活性使用改进的Griess方法[23][24]评估。测试溶液浓度为20–100 μM，在25 °C下与生成的NO•自由基孵育60分钟。然后用Griess试剂处理反应混合物，并在546 nm处测量吸光度。BHT作为阳性对照。清除活性和IC??值按上述方法计算。

2.5. **抗菌活性**
化合物1和2的抗菌活性针对革兰氏阴性菌大肠杆菌（Escherichia coli）和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）使用琼脂孔扩散法进行评估。细菌在Mueller-Hinton肉汤中培养过夜，并调整至0.5 McFarland标准浓度。在Mueller-Hinton琼脂板上钻出直径6 mm的孔，加入细菌悬液。样品溶液浓度为25、50和100 μM，分别加入孔中。大肠杆菌使用100 μM氨苄西林，金黄色葡萄球菌使用环丙沙星作为阳性对照，DMSO（与测试孔中的最终浓度相同，例如1% v/v）作为阴性对照。琼脂板在37 °C下孵育24小时， inhibition区以毫米为单位测量。实验重复三次，结果表示为平均值±标准偏差（SD）。

2.6. **DNA相互作用研究**
DNA结合/切割活性通过琼脂糖凝胶电泳评估。超螺旋CT-DNA（0.5 μg）与化合物1和2（50 μM）在Tris-HCl缓冲液（pH 7.4）中孵育1小时，然后在37 °C下进行电泳。样品加载到含有溴化乙锭（0.5 μg/mL）的1%琼脂糖凝胶上，电泳电压为80 V，持续45分钟。DNA条带在紫外光下观察并拍摄。

2.7. **密度泛函理论（DFT）计算**
量子化学计算使用Gaussian 09软件进行。Ru采用B3LYP基组，其他原子采用6-311G(d,p)基组。优化后的结构通过振动分析中不存在虚频来确认。振动模式分配使用GaussView 5.0 [25][26][27]可视化。电子吸收光谱使用时间依赖性DFT（TD-DFT）和极性连续体模型（PCM）计算，以考虑DMSO溶剂效应。1H-NMR和13C-NMR化学位移使用GIAO方法计算，TMS作为参考。还进行了前沿分子轨道（FMO）分析、Mulliken原子电荷、自然种群分析（NPA）、自然键轨道（NBO）评估、分子静电势（MESP）和非线性光学（NLO）性质评估[28][29][30][31]。

2.8. **计算机模拟ADME研究**
ADME（吸收、分布、代谢、排泄）参数使用SwissADME在线服务器（www.swissadme.ch）预测。计算了物理化学性质、亲脂性（log P）、水溶性（log S）、拓扑极性表面积（TPSA）和生物利用度分数。还使用其他地方报道的略微修改的方法[33][34]预测了CYP酶抑制和P-糖蛋白底物状态。在配位后，观察到了显著的光谱变化（表1、图2、图3）。复合物中缺乏ν(NH)带，证实了酰胺氮在配位过程中的脱质子化。腙基团的ν(C=O)带消失了，表明发生了烯醇化并通过脱质子的烯醇氧进行配位（方案2）。在1931 cm?1（1）和1939 cm?1（2）处出现了新的强峰，这些峰被归属于末端配位的羰基配体的ν(CO)，这与trans-[Ru(CO)(PPh?)?]的几何结构一致[36]。大约在690 cm?1处的峰对应于配位的三苯基膦的ν(RuP)[37]。在536–540 cm?1和480–482 cm?1处出现的新峰分别被归属于ν(RuO)和ν(RuN)，这证实了配体通过脱质子的烯醇氧、肼氧和偶氮甲基氮进行配位。实验和理论振动频率之间的相关性是线性的，对于复合物1，方程为y = 1.0313x – 34.751（R2 = 0.9971），对于复合物2，方程为y = 1.0242x – 6.9021（R2 = 0.9971）（图4、S3）。小的偏差归因于非谐性、溶剂效应和实验条件。

表1. 配体和复合物的选定实验和理论振动频率（cm?1）。

图2. trans-[Ru(CO)(PPh?)?(HL1)] 1的实验（上）和理论（下）红外光谱。

图3. trans-[Ru(CO)(PPh?)?(L2)] 2的实验（上）和理论（下）傅里叶变换红外光谱。

图4. 复合物1的实验和理论振动频率关系图。

3.1.2. 电子吸收光谱和TD-DFT
复合物1和2的UV–Vis光谱是在不同浓度（1000、750、500、250和100 μM）下的DMSO中记录的，显示了三个主要的吸收峰（图5）。低能量峰位于387 nm（1）和392 nm（2），这些峰被归属于金属到配体的电荷转移（MLCT）跃迁（Ru(4dπ) → π*(咪啶)）。中间峰位于309 nm（1）和311 nm（2），对应于配体到金属的电荷转移（LMCT）跃迁。高能量峰位于264 nm（1）和263 nm（2），归属于配体内的π → π*和n → π*跃迁。观察到的跃迁是八面体Ru(II)复合物的特征[38]。TD-DFT计算很好地再现了实验光谱。计算出的跃迁及其轨道贡献证实了这些峰的归属。对于复合物1，MLCT峰位于476.53 nm（计算值），涉及HOMO-2 → LUMO+1（31%）和HOMO-1 → LUMO+1（53%）跃迁；对于复合物2，MLCT峰位于473.38 nm（计算值），涉及类似的贡献。实验上复合物1的轻微红移（387 nm vs. 392 nm）和理论上（476.53 nm vs. 473.38 nm）可以归因于酚基OH组的电子给电子效应，这提高了钌d轨道的能量。

图5. 复合物1和2的UV–Vis光谱：实验（左）和理论（右）。

3.1.3. 核磁共振光谱
复合物1和2的1H-NMR光谱（图S4、S5）在δ 6.7–7.8 ppm（实验）和δ 6.7–7.5 ppm（理论）范围内显示了多个芳香质子信号。δ 7.9 ppm（1）和δ 8.4/7.9 ppm（2）处的单峰被归属于偶氮甲基质子（HC=N）。甲基（CH?-C）在δ 1.8/2.1 ppm（1）和δ 1.4/1.5 ppm（2）处显示为单峰。复合物中缺乏对应于酚基OH和NH质子的信号，证实了脱质子和配位。13C-NMR光谱（图S6、S7）显示了特征信号：甲基碳在约18.5 ppm，偶氮甲基碳（HC=N）在约168.0 ppm，咪啶碳（C=N）在约161 ppm。复合物2中约56.0 ppm处没有信号，证实了不存在HO-C基团。芳香碳出现在δ 120–160 ppm范围内。与文献报告一致，钌配位的羰基碳（Ru-CO）位于约140 ppm[39]。实验和理论的化学位移显示出良好的一致性，验证了计算方法的有效性。

3.1.4. 质谱
复合物1的ESI质量谱（图S6）显示了一个分子离子峰，m/z为988，对应于[M]+，证实了复合物的单体性质。m/z为727、518、282和257的碎片峰分别对应于PPh?和配体片段的连续丢失（方案3），与提出的结构一致。此外，相应Ru中心的同位素丰度也从光谱线的模式中清晰可见。257处的明显峰可以归属于组成配体。这些结果与之前报道的类似复合物[4]、[5]相当。

3.2. 电化学分析
复合物1和2的循环伏安图是在±1.500 V vs. Ag/AgCl的电位范围内，使用0.1 M TBAP记录的（图6）。两种复合物都在Epc = ?0.789 V（1）和?0.768 V（2）处显示出不可逆的还原波，对应于[Ru(CO)]2? → [Ru(CO)]?的还原。在Epa = ?0.626 V（1）和?0.693 V（2）处观察到了不可逆的氧化波，对应于[Ru(CO)]? → [Ru(CO)]2?的氧化。形式还原电位（E?/?）分别为复合物1的?0.708 V和复合物2的?0.731 V。不可逆的性质表明，在实验条件下，还原/氧化态是短寿命的，这与之前关于相关Ru(II)–羰基复合物的报告一致[40]、[41]。复合物显示的电活性对于描述系统在DPPH和NO清除测定中的氧化还原电位具有重要意义。

3.3. 粉末X射线衍射
由于复合物在常见有机溶剂中的非晶态和有限的溶解度，无法获得适合X射线衍射的单晶。对H?L2和复合物2进行了粉末X射线衍射（图7、表S2和S4）。H?L2显示出清晰的反射峰，表明其晶体性质，而复合物2显示出宽峰，证实了其非晶态。复合物2的主要衍射峰出现在2θ = 9.41°，对应的d间距为9.40 ?。

3.5. DFT研究
3.5.1. 最优化的几何结构
初步优化了复合物的顺式异构体和反式异构体形式。从零点能量和其他基于DFT的动力学参数来看，结论是复合物的反式异构体更加稳定。复合物1和2的DFT优化结构分别显示在图9和图10中。选定的键长和角度列在表5中。钌中心采用了一种畸变的八面体几何结构，有两个相互反式的PPh?配体（P–Ru–P角度：1为175.26°，2为175.16°），以及通过脱质子的烯醇氧、肼氧和偶氮甲基氮的 equatorial 配位和末端CO配体的配位。

3.5.2. 前沿分子轨道和全局反应性描述符
复合物1和2的前沿分子轨道（FMOs）在图11中进行了说明，计算出的能量在表S3中进行了总结。HOMO主要分布在钌中心和配位的Schiff碱配体上，而LUMO分布在吡唑啉环和肼基团上。HOMO-LUMO能隙分别为复合物1的3.610 eV和复合物2的3.652 eV，表明中等动力学稳定性。使用Koopmans定理[45]计算了全局反应性描述符。电离势（I = –EHOMO）和电子亲和力（A = –ELUMO）值分别为复合物1的4.903 eV和复合物2的4.994 eV，以及1.283 eV和1.342 eV。化学硬度（η = (I – A)/2）值分别为复合物1的1.810 eV和复合物2的1.826 eV，而化学柔软度（S = 1/2η）值分别为0.277 eV?1和0.274 eV?1。电亲极性指数（ω = μ2/2η）值分别为复合物1的2.643 eV和复合物2的2.837 eV。这些值与之前报道的Ru(II)复合物[46]一致。

3.5.3. 分子静电势和非线性光学性质
复合物1和2的分子静电势（MEP）图显示在图12中。负静电势（红色区域）集中在Schiff碱配体的氧原子和羰基上，表明这些位置有利于氢键相互作用。正电势（蓝色区域）分布在钌中心和PPh?配体周围。计算的NLO性质（表S4）包括偶极矩（μ）、极化率（α）和第一超极化率（β）。复合物1的总偶极矩为4.174 D，复合物2为2.230 D。第一超极化率分别为复合物1的285.180 × 10?31 esu和复合物2的131.014 × 10?31 esu。这些值表明了NLO应用的潜力，由于酚基OH组的电子给电子作用增强了电荷转移，复合物1显示出更高的NLO响应。

3.6. 抗菌活性
使用琼脂孔扩散方法评估了复合物1和2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。结果总结在表S5和图13、图14中。两种复合物都表现出浓度依赖的活性，具有中等抑制区。在25 μM浓度下，两种复合物均无活性。Ru(II)复合物的中等抗菌活性可以通过螯合理论[47]来解释。与金属中心的配位降低了配体的极性，增加了亲脂性并增强了膜渗透性。MEP图显示了可能与细菌膜正电荷成分相互作用的负电势区域。ADME预测的亲脂性参数（log P > 7）支持了膜渗透性的增强。然而，这些复合物的活性低于阳性对照，表明需要进一步优化以用于治疗应用。

3.7. 抗氧化活性
使用DPPH和NO•测定法评估了复合物1和2的抗氧化活性（图S9）。两种复合物都表现出浓度依赖的清除活性（表6、图15、S10）。IC??值是从剂量-响应曲线（Y = MX + C）确定的，其中X表示IC??时Y = 50%的清除活性。从DPPH测定中可以看出，复合物1（IC?? = 59.60 μM）的DPPH清除活性高于复合物2（IC?? = 75.93 μM）。这种差异归因于复合物1中存在的酚基OH组，它可以捐赠氢原子来稳定DPPH自由基。对于NO•测定，两种复合物显示出相当的活性（IC?? = 79.60 ± 1.8 μM for 1，79.84 ± 1.8 μM for 2），这表明NO•的清除机制不太依赖于酚基OH组，可能涉及NO与钌中心的直接配位[48]、[49]、[50]。抗氧化活性的抑制率（%）和IC50值。

| 样品 | DPPH测定 | NO•测定 | 浓度（μM） |
|------|--------|--------|--------|
| 1 | 12 | 20 | 30.4 |
| 2 | 25.4 | 42 | 27.1 |
| 3 | 21.1 | 40 | 60 |
| 4 | 46.8 | 38.7 | 38.6 |
| 5 | 53.4 | 45.9 | 50.0 |
| 6 | 59.0 | 50.3 | 53.1 |
| 7 | 50.3 | 59.6 | 61.0 |
| 8 | 58.5 | 67.8 | 53.2 |
| 9 | 53.4 | 75.9 | 60.5 |
| 10 | 58.8 | 58.8 | 67.9 |
| 11 | 50.0 | 50.4 | 60.0 |
| 12 | 48.8 | 59.0 | 50.8 |
| 13 | 45.9 | 58.5 | 60.5 |
| 14 | 53.4 | 53.4 | 61.0 |
| 15 | 50.0 | 58.5 | 60.3 |
| 16 | 50.3 | 58.5 | 60.3 |
| 17 | 52.7 | 59.6 | 75.9 |
| 18 | 50.3 | 75.9 | 65.5 |

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图15. 复合物2在DPPH和NO•测定中的抗氧化活性剂量-反应曲线。数据以平均值±标准差（n=3）表示。

3.8. DNA相互作用研究
通过琼脂糖凝胶电泳使用超螺旋CT-DNA评估了化合物1和2的DNA结合亲和力（图16）。第一泳道显示未处理的对照DNA，呈现出一个对应于超螺旋形式的单条带。第二和第三泳道分别显示与化合物1和2孵育的DNA。观察到的模糊和带宽变宽表明DNA发生了结合和构象变化，这表明化合物通过非共价相互作用（如插入或沟槽结合）与DNA相互作用。没有明显的切口或线性DNA带表明在实验条件下这些化合物不会诱导显著的DNA切割。这些观察结果与MEP图（图12）一致，MEP图显示了可能有利于与带正电的DNA骨架进行静电相互作用的负电区域[51][52]。

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图16. DNA相互作用琼脂糖凝胶电泳图像：第一泳道：对照DNA；第二泳道：DNA + 复合物1；第三泳道：DNA + 复合物2。

3.9. 计算机模拟ADME研究
使用SwissADME在线服务器预测了配体和复合物的ADME参数（表7，图17）[53][54]。化合物1和2的分子量（MW）分别为988.99和972.99 g/mol，超过了Lipinski五规则极限500，表明口服生物利用度可能存在挑战。然而，高脂溶性（log P = 7.36 for 1, 7.71 for 2）表明具有有利的膜通透性，这在一定程度上可以补偿高分子量。

表7. 配体和复合物的计算机模拟ADME性质。

| 参数 | H3L1 | H2L2 |
|-----|------|------|
| 分子量（g/mol）| 336.34 | 320.35 |
| 重原子 | 25 | 24 |
| 芳香族重原子 | 17 | 17 |
| Csp分数 | 0.06 | 0.06 |
| 可旋转键 | 4 | 4 |
| H键受体 | 6 | 6 |
| H键供体 | 3 | 2 |
| 摩尔折射率 | 95.78 | 93.75 |
| TPSA（?2） | 103.23 | 83.00 |
| Log P | 2.92 | 2.92 |
| Log S? | 4.62 | -4.62 |
| GI吸收 | 高 | 低 |
| BBB通透性 | 否 | 否 |
| P-gp底物 | 否 | 是 |
| CYP1A2 | 否 | 否 |
| CYP2C19 | 否 | 否 |
| CYP2C9 | 否 | 否 |
| CYP2D6 | 否 | 否 |
| CYP3A4 | 否 | 否 |
| Log Kp | -5.58 | -5.58 |
| 生物利用度 | 0.55 | 0.55 |

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图17. Egg模型表示所研究化合物的化学信息学及物理化学性质。化合物1的拓扑极性表面积（TPSA）值为125.48 ?2，化合物2的值为105.25 ?2，超过了良好肠道吸收推荐的140 ?2限制。这与预测的两种化合物的低胃肠道（GI）吸收结果一致。两种化合物均被预测不会穿过血脑屏障（BBB通透性=否），这对于靶向外周组织的全身治疗是有利的。化合物1和2被预测为P-糖蛋白（P-gp）底物，表明在细胞摄取方面可能存在外排相关挑战。没有预测到任何五种主要CYP酶（CYP1A2、2C19、2C9、2D6、3A4）的抑制，表明药物间相互作用的风险较低。化合物1的生物利用度得分为0.17，化合物2的得分为0.56。虽然化合物1的得分较低，但化合物2处于可接受范围内，表明其药代动力学性质更为有利。这些ADME预测为这些Ru(II)–羰基复合物的进一步优化和开发作为潜在治疗剂提供了有价值的见解[55]。

3.10. 结构-性质-活性关系（SAR）
SAR在关联化学组成与应用方面非常重要[56][57][58][59]。H3L1（水杨酸腙）和H2L2（苯甲酸腙）之间的结构差异导致相应复合物具有不同的生物学特性（图18）。HOMO-LUMO能隙对于化合物1略小（3.616 eV），对于化合物2为3.652 eV，这与供电子的酚OH基团提高HOMO能量一致。同样，化合物1显示出比化合物2更强的DPPH自由基清除活性。这一观察结果与化合物1中存在的酚OH基团有关，该基团可以捐赠氢原子以稳定自由基。在NO•测定中，两种复合物显示出相似的活性（IC50 = 79.60 μM for 1, 79.84 μM for 2），表明NO•清除机制不太依赖于酚OH基团。

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图18. 用于说明SAR的示意图。

此外，在抗菌活性方面，高脂溶性（log P > 7）可能有助于膜穿透。化合物1的略微更高活性可能归因于酚OH基团，该基团可以参与与细菌膜成分的氢键结合。计算出的MEP图显示，两种复合物的氧原子上都集中了负电，化合物1中的酚OH基团提供了额外的亲核位点，这可能通过氢键增强与生物靶标的相互作用。化合物1的更高偶极矩（4.174 D vs. 2.230 D）也可能对其略高的生物活性有所贡献。

4. 结论
使用吡唑啉-腙Schiff碱配体成功合成了两种新型Ru(II)–羰基复合物，trans-[Ru(CO)(PPh?)?(HL1)]（1）和trans-[Ru(CO)(PPh?)?(L2)]（2）。通过元素分析、FT-IR、NMR、UV–Vis、ESI-质谱和循环伏安法以及对DFT计算的全面表征，确认了具有反式PPh?排列的畸变八面体几何结构。配体通过去质子化的烯醇氧、腙氧和偶氮甲基氮作为三齿ONO供体进行配位。实验数据和理论数据高度一致，验证了计算方法的有效性。HOMO-LUMO能隙（化合物1为3.610 eV，化合物2为3.652 eV）和整体反应性描述符表明具有中等动力学稳定性。NLO性质计算显示出第一超极化率值分别为285.180 × 10?31 esu（1）和131.014 × 10?31 esu（2），表明具有潜在的非线性光学应用前景。

生物学评估表明，两种复合物均表现出依赖浓度的抗氧化活性，对抗DPPH和NO•自由基；由于酚OH基团的存在，化合物1表现出更强的DPPH清除能力。化合物显示出中等的抗菌活性，并在凝胶电泳研究中显示出DNA结合亲和力。计算机模拟的ADME预测显示高脂溶性（log P > 7）和低胃肠道吸收，这需要采用替代的递送策略。没有预测到CYP酶的抑制，表明药物间相互作用的风险较低。本研究确立的结构-性质-活性关系突出了酚OH基团对抗氧化活性和电子性质的影响。这种结合实验和计算的方法为合理设计具有优化生物活性的Ru(II)–羰基复合物提供了基础。未来的研究将侧重于扩展抗菌评估，包括革兰氏阳性菌株，探索DNA相互作用机制，并评估这些复合物在生理条件下的CO释放特性。

**作者贡献声明：**
Pradeep K. Vishwakarma：研究、正式分析、数据管理、概念化。
Pushpendra S. Jaget：撰写初稿、软件使用、资源管理、数据管理、概念化。
Abdulaziz M. Almohyawi：研究、正式分析、数据管理、概念化。
Saeed S. Samman：可视化、验证、软件使用、方法论、研究、概念化。
Ram C. Maurya：撰写与编辑、可视化、验证、监督、资源管理、概念化。
Sutapa Roy：方法论、研究、正式分析、数据管理、概念化。
Abdulrahman A. Alsimaree：验证、软件使用、资源管理、正式分析。
Sultan I. Alkubaysi：资源管理、项目管理、方法论、研究、数据管理、概念化。
Saleh A. Ahmed：撰写与编辑、可视化、验证、监督、研究。
Jan Mohammad Mir：监督、软件使用、方法论、研究、正式分析、数据管理、概念化。

**资助声明：**
本研究工作由沙特阿拉伯Umm Al-Qura大学资助，授予编号为26UQU4290329GSSR01的资助。