Ученые ИОХ РАН синтезировали 1D Cu(II) координационный полимер со смешанными антиферро-/ферро-обменами
Сотрудники Лаборатории металлоорганического синтеза и катализа ИОХ РАН совместно с коллегами из МГУ и ИОНХ РАН разработали уникальный 1D координационный полимер на основе меди (II) и аминокислоты β-аланина. Новое соединение демонстрирует редкую комбинацию магнитных взаимодействий и способно эффективно бороться с бактериями.
Координационные полимеры — это перспективные гибридные материалы, структура которых состоит из ионов металлов, объединенных органическими молекулами-линкерами. В этой работе исследователи использовали короткую и гибкую молекулу аминокислоты β-аланина для «сборки» цепочек из необычных «креслоподобных» кластеров [Cu4(OH)2]6+.
Магнитные измерения и квантовохимические расчеты показали, что внутри блоков полимера [Cu4(OH)2]6+ атомы Cu(II) взаимодействуют антиферромагнитно, как и предсказывает модель Хатфилда-Ходжсона. При этом сами блоки связываются друг с другом ферромагнитно за счет син-анти координации лиганда β-аланина. Такое поведение кардинально отличает новый полимер от известных соединений Cu(II) со схожей топологией.
Испытания на штаммах кишечной палочки (E. coli) выявили избирательный антибактериальный эффект. Основным барьером для них является активный выброс через TolC-зависимые насосы, а не пассивная проницаемость внешней мембраны.
Методом РСА показано два типа координации β-аланина в координационном полимере, ответственным за устойчивость кластеров [Cu4(OH)2]6+и связывание их между собой в 1D полимер. Это свойство отлично проявляется в расщеплении ∆ν(COO-) в ИК-спектре полимера, доказанном на основании изотопного замещения.
Полученные результаты открывают принципиально новый подход к направленному дизайну «умных» магнитных материалов с заданным типом спинового обмена с использованием доступных аминокислот. Кроме того, глубокое понимание того, как именно медь проникает внутрь бактериальных клеток и как они этому противостоят, имеет критическое значение для преодоления глобальной проблемы антибиотикорезистентности.
Источник:
Alexander R. Savarets, Evgeniya A. Novikova, Anna D. Maximova, Aleksei D. Karmanov, Ivan P. Solovev, Alexander V. Vasiliev, Marat M. Islamov, Daria D. Semeshkina, Vladimir A. D’yakonov, Vladimir D. Dolzhenko Synthesis, crystal structure and magnetic properties of a 1D coordination polymer based on a tetranuclear [Cu4(OH)2]6+ fragment with β-alanine J. Mol. Struct., 2026, 1371, 146588. DOI: 10.1016/j.molstruc.2026.146588.