基于自旋交叉和生物活性的过渡金属希夫碱配合物的结构调控、尺寸效应和性质研究

Spin crossover is highly related to new materials for information storage, photo switch, thermo switch and molecular electronic devices, and has an important practical application. Multi-functional spin crossover materials might display new physical properties owing to the interplay or coupling of different functions. Therefore, the studies on multi-functional spin crossover materials have been the recent research focus. The present project plans to design, synthesize and characterize novel new Schiff base transition metal complexes, from which new bifunctional complexes with spin crossover and bioactivities might be found. Afterwards, nanocrystallization of the materials and size-property relationship in a molecular level will be investigated. The project opens a new avenue towards new multi-functional materials and new drugs, and will promote the multidisciplinary partnerships.

自旋交叉（SCO）性质与新型信息存储、光开关、热开关等分子电子器件材料密切相关，具有重要应用前景。多功能自旋交叉材料因不同功能或性质间的协同作用和耦合，可能导致新的物理性质和现象的出现，成为近年来的研究热点。本课题设计合成结构新颖的希夫碱过渡金属配合物，表征其单晶结构，筛选具有自旋交叉和生物活性的双功能配合物，探索制备其纳米结构的合适方法和尺寸、形貌控制手段，分析总结磁性随结构、尺寸的变化规律，从分子层次上阐明结构与生物活性的构效关系，为新多功能材料的设计开发和新药研究开辟新思路，进一步促进多学科领域的交叉融合和大胆创新。

本项目在本基金支持下，在新型席夫碱铁自旋交叉配合物的开发及其生物活性方面取得了良好成果。课题围绕自旋交叉多功能材料为中心，主要开展了自旋交叉-荧光、自旋交叉-抗肿瘤活性等方面的系统研究工作。合成了50例新的Fe(II)、Fe(III)、Co(II)配合物，又延伸合成了同系列的Zn(II)/Ni(II)等配合物20个，配合荧光和生物活性的系列研究，筛选出具有自旋交叉性质的配合物8例，其中具有自旋交叉-荧光耦合效应的Fe(II)配合物4例，并对其磁性、荧光以及金属掺杂对磁性和荧光性质的影响等进行了系统研究；具有自旋交叉性质的Fe(III)配合物4例，同时对合成的新配合物的抗肿瘤活性和细胞毒性进行了评价。通过系统研究证实了吡啶N邻位、间位取代基是调控自旋交叉性质的一个有效途径，取代基推拉电子效应和空间位阻效应共同影响配体场强度，从而影响磁性。通过抗肿瘤筛选研究，发现了基于罗丹明体系的系列配合物MTT试验结果并不理想，未表现出明显的抗肿瘤活性；对基于水杨醛的NNO型希夫碱体系研究发现配体和配合物均具有一定程度的抗肿瘤活性；而基于嘧啶的NNN型希夫碱配合物抗肿瘤活性较显著，Zn(II)的配合物抗肿瘤活性普遍较好。