سنتز، شناسايي، مطالعه نظري و بررسي اثر سميت سلولي كمپلكس هاي نيكل (II) با ليگاندهاي كي ليت شونده ي 3-هيدروكسي‌فلاون، دفريپيرون و مالتول

Synthesis, characterization, theoretical studies and cellular cytotoxicity effects of nickel (II) complexes with 3-hydroxyflavene, deferiprone, and maltol chelating ligands

در مطالعه‌ي حاضر، سه كمپلكس با فلز مركزي نيكل و با فرمول عمومي [Ni(L)2] كه L عبارتست از 3-هيدروكسي‌فلاون (HLf)، دفريپرون (HLd) و مالتول (HLm)؛ سنتز و از طريق روش‌هاي طيف‌سنجي زيرقرمز، اسپكتروسكوپي جرمي و تجزيه‌ي عنصري؛ شناسايي گرديدند. مطالعات نشان داده‌اند كه هر سه ليگاند مورد استفاده در اين مطالعه، پس از كئوردينه‌شدن به فلزات، باعث جلوگيري از تكثير سلول‌هاي سرطاني مي‌شوند لذا خاصيت ضدسرطاني تركيب‌هاي سنتزشده بر روي چند رده‌ي سلولي بررسي گشت. علاه‌بر آن، توانايي كي‌ليت‌‌كردن 3-هيدروكسي‌فلاون (HLf)، دفريپرون (HLd) و مالتول (HLm) با يون فلزي نيكل (II)؛ با استفاده از نظريه‌ي كاربردي چگالي و در هر دو فاز گاز و حلال را بررسي مي‌كند. تجزيه و تحليل ساختاري نشان مي‌دهد كه هر سه كي‌ليتور به‌صورت دودندانه و از طريق اتم‌هاي اكسيژن هيدروكسيل و گروه‌هاي كربونيل به Ni2+ متصل مي‌شوند. برهم‌كنش‌هاي گيرنده-پذيرنده، نشان‌دهنده‌ي انتقال بار موثر از اتم‌هاي اكسيژن كي‌ليتورها به يون فلزي، مي‌باشد. نظريه‌ي كوانتومي اتم‌ها در آناليز مولكولي، برهم‌كنش‌هاي غيركوالانسي را نشان مي‌دهد و بايد عنوان كرد كه به‌طور عمده، برهم‌كنش‌هاي الكترواستاتيكي نقش مهمي را در تشكيل كمپلكس‌ كي‌ليتورها و فلز نيكل، ايفا مي‌كنند. مطالعه‌ي TD-DFT، به‌منظور بررسي انتقال الكترون اصلي، انجام پذيرفت. براي تاييد نتايج به‌دست آمده از طريق آناليز QTAIM، آناليزهاي ELF و LOL نيز انجام شد. انرژي‌هاي برهم‌كنش و ميزان تمايل يون فلزي براي كمپلكس‌هاي [Ni(L)2] محاسبه گرديد و نتايج نشان داده‌است كه در طي فرآيند كي‌ليت‌شدن، شاهد يك واكنش بسيار گرمازا هستيم. آناليز پيوند طبيعي (NBO)، به منظور درك انتقال بار در كمپلكس‌هاي مورد مطالعه، صورت پذيرفت. نتايج تأييد كردند كه كي‌ليتورهاي انتخاب‌شده، عوامل كي‌ليت كننده‌ي مناسبي براي درمان نيكل هستند.

In the present study, three complexes with nickel central metal and with general formula [Ni(L)2]; where L is 3-hydroxy flavone (HLf), deferiprone (HLd) and maltol (HLm); synthesized and characterized by Infrared spectroscopy, mass spectroscopy, and elemental analysis. Studies have shown three ligands that used in this study, after coordination to metals, prevent the proliferation of cancer cells, so the anti-cancer property of the synthesized compounds was investigated by MTT assay against HeLa, MCF-7, MDA-MB-231, NALM-6, Neuro-2a, and L929; cell lines and cisplatin was used as a control. Furthermore, we investigate the ability of 3-hydroxy flavone (HLf), deferiprone (HLd) and maltol (HLm) chelating with nickel (II) metal ion using density functional theory in both gas and solvent phases, Through the M062x/6-311++G(d, P) surface and Gaussian09 calculation package. Structural analysis shows that all three chelators are bonded to Ni2+ via oxygen atoms of hydroxyl, and carbonyl groups. The receptor-acceptor interactions represent the effective charge transfer from the oxygen atoms of the chelators to the metal ions. The quantum theory of atoms in molecular analysis reveals noncovalent interactions, and it should be noted that mainly, electrostatic interactions play an important role in the formation of Ni-metal complexes. The TD-DFT study was performed to investigate the main electron transfer. ELF and LOL analyzes were also performed to confirm the results obtained through QTAIM analysis. Interaction energies and metal ion affinity were calculated for [Ni(L)2] complexes, and the results showed that we observed a very exothermic reaction during the chelating process. Natural bond analysis (NBO) was performed to understand the charge transfer in the studied complexes. The results confirmed that the selected chelators are suitable chelating agents for the treatment of nickel.