尽管抗菌药物广泛可用,但致病细菌和真菌仍在全球范围内构成严重的健康问题。由微生物引起的感染可能导致个人疼痛、丧失工作能力甚至死亡,同时给公共卫生带来巨大负担[1,2]。因此,这给医疗行业带来了挑战,并增加了需要全球解决方案的疾病数量。通过分离化合物并在受控实验室条件下评估其与目标生物分子的相互作用,可以阐明生物活性化合物的抗菌特性[[3], [4], [5]]。与过渡金属形成的席夫碱复合物在生物学、环境和制药领域具有重要意义,引起了广泛关注[6]。研究主要集中在第一行过渡金属和含有四齿配体的大环复合物上[7]。铁、锌和铜等在人体内丰富的离子在RNA/DNA合成[8]、基因表达和酶调节[9]以及支持蛋白质结构功能[10]等过程中发挥着关键作用。因此,Cu(II)复合物的合成和生物活性受到了广泛研究[11,12]。
席夫碱因其抗菌、抗真菌、抗病毒、抗炎和抗癌作用而在药物化学中引起了极大兴趣[13,14]。此外,含有席夫碱的金属复合物被广泛用作许多化学过程中的催化剂,从不对称合成到氧化反应[15]。此外,这些化合物在治疗应用中也显示出良好的效果,如酶抑制、抗氧化活性和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治理[[16], [17], [18]]。席夫碱的稳定性和化学反应性受多种因素影响,包括电子性质、溶剂极性和空间效应,这些因素决定了它们在不同领域的潜在应用[19]。配位化学的主要研究领域之一是席夫碱的设计,席夫碱通常是双齿或多齿配体,通过各种醛与胺的反应获得,并通过将这些配体与不同的过渡金属配位来合成新的金属复合物[[20], [21], [22], [23], [24], [25]]。由于金属对微生物的致命作用,它们被广泛用作医疗、农业和工业领域的抗菌剂。此外,基于金属的材料相比其他抗菌剂具有优势,因为它们在当前工业条件下表现出化学稳定性,并可用作添加剂[26,27]。据报道,包括ZnO、NiO、MnO₂、TiO₂、Fe₂O₃和Co₃O₄在内的各种金属氧化物纳米颗粒在生物分子的电化学检测中显示出显著潜力[28]。特别是CuO纳米颗粒因其在高强度结构材料、传感器技术、抗菌剂和催化剂等领域的优异性能而受到重视[29,30]。
双齿2-((1H-苯[d]咪唑-4-亚氨基)甲基)酚席夫碱通过与Co²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺金属离子的酚基-OH和亚胺(-C=N-)官能团配位,形成了八面体复合物。该席夫碱及其金属复合物对Ca²⁺/Mg²⁺离子敏感,在Cu²⁺复合物中表现出可逆的Cu²⁺/Cu¹⁺电化学行为,对细菌和真菌具有显著的抗菌活性,且Cu²⁺复合物的DNA结合能力更强[31]。从-o-苯二胺和-p-羟基苯甲醛获得的席夫碱与Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Cd²⁺离子形成复合物时,显示Cu²⁺和Ni²⁺复合物的活性与卡那霉素和氨苄西林相当。相比之下,Co²⁺和Cd²⁺复合物的活性较弱。金属离子增强了配体的抗菌活性[32]。从3-乙氧基-4-羟基苯甲醛和氯苯乙胺获得的配体与Co²⁺形成复合物时,对革兰氏阳性和阴性菌株均表现出抗菌活性[5]。尽管席夫碱及其金属复合物已得到广泛研究,但配体结构中的官能团对其研究的创新性、溶解度以及实际应用结果有显著影响[33]。虽然以往的研究主要集中在含有氯、氨基和羟基等官能团的配体上,但同时含有羧基和甲氧基的配体尚未得到充分探索[34]。羧基的存在增强了化合物的酸性和水溶性,并促进了与生物分子(包括酶、DNA和细胞膜)的相互作用[35]。
在本研究中,将-p-羟基苯甲醛与2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲酸缩合,得到了配体(E)-2-((4-羟基苯亚甲基)氨基)-4,5-二甲氧基苯甲酸(I),该配体含有-C=N(亚胺)、p-羟基(-OH)、甲氧基(-OCH₃)和羧基(-COOH)官能团,能够与金属形成配合物。这种配体与Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺形成的金属复合物因其潜在的抗菌、抗癌和抗氧化特性而特别值得关注。本研究将合成该配体,制备其金属复合物,进行结构表征,并评估其生物活性,重点关注抗菌活性。