Synthesis of dimethylamine, pyridine-based schiff base and Cu(II), Co(II) and Fe(II) complexes, structure elucidation: investigation of biological activities

Abstract

Schiff bazları, koordinasyon kimyası için önemli bir ligand sınıfıdır ve azometin azotu aracılığıyla metal iyonlarına koordine olurlar. Schiff bazı ligandları, kolay sentezleri, kolay bulunabilirlikleri ve elektronik özellikleri nedeniyle koordinasyon kimyası alanında yoğun olarak çalışılmıştır. Son zamanlarda, Schiff bazı koordinasyon kimyası, organik sentez, analitik kimya, metallerin rafine edilmesi, metalurji, elektrokaplama ve fotoğrafçılıktaki önemleri nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Bazı Schiff bazlarının kayda değer antibakteriyel, antifungal ve antikanser aktivitelere sahip olduğu bildirilmiştir. Bu tür bileşik sınıflarında, C=N grubu biyolojik aktivite için önemlidir. Koordinasyon kimyası, ciddi hastalıkların iyileştirilmesi ve çeşitli ilaçların geliştirilmesi alanında farmako-terapötik başarı ile ortaya çıktığı için kimyagerler ve araştırmacılar için sürükleyici ve ilgi çekici bir disiplin olmuştur. Bu çalışmadaki amacımız orijinal Schiff bazı ligandı ve onun Cu(II), Co(II) ve Fe(II) metal komplekslerini sentezlemek, yapılarını karakterize etmek ve sentezlenen Schiff bazı ve metal komplekslerinin antioksidan aktivitelerini incelemektir. 4-(dimetilamino)benzaldehit ile 6-asetil-2-amino-4,5,6,7-tetrahidrotiyeno[2,3-c]piridin-3-karboksamid kondenzasyonu ile elde edilen Schiff bazı ligandı kullanılarak, yeni Cu(II) ve Fe(II) ve Co(II) metal kompleksleri tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Sentezlenen Schiff bazı ve metal kompleksleri farklı fizikokimyasal ve spektroskopik (elementel analiz, magnetik süsseptibilite, 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-Vis, LC-MS, termogravimetrik analiz) yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir. Analitik veriler ve spektroskopok analizler sonucu, Fe(II), Co(II) ve Cu(II) kompleksleri için sırasıyla, [LFe2(H2O)6Cl3]1.5H2O, [LCo2(H2O)2Cl3]1.5H2O ve [LCu2(H2O)2Cl3]3H2O molekül yapıları önerilmiştir. Komplekslerde, Schiff bazının metal iyonlarına azometin ve amin grubu azot atomları ve karbonil grubu oksijen atomları üzerinden bağlandığı belirlenmiştir. Manyetik momentler ve elektronik spektrum verileri Fe(II) kompleksinin oktahedral, Cu(II) ve Co(II) komplekslerinin ise kare-düzlemsel yapıda olduğunu göstermiştir. Sentezlenen tüm metal komplekslerinin çift çekirdekli olduğu tespit edilmiş elementel analiz, manyetik duyarlılık ölçümü ve kütle spektroskopisi ile yapıları doğrulanmıştır. TGA analizleri metal komplekslerin termal olarak ligandlardan daha kararlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca, Schiff bazı ligandı ve Co(II), Cu(II) and Fe(II) komplekslerinin antioksidan aktivitelerini belirlemek için DPPH? serbest radikal giderme aktivitesi, CUPRAC metodu ile kuprik iyonlarını (Cu2+) kupröz iyonlarına (Cu+) indirgeme kuvveti ve ABTS+ metodu ile toplam antioksidan özellikleri incelenmiş ve elde edilen antioksidan aktivite sonuçları standart antioksidan bileşikler ile karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda bu bileşiklerin iyi ve orta düzeyde antioksidan aktivite gösterdiği belirlenmiştir.Schiff bases represent a vital class of ligands in coordination chemistry, coordinating with metal ions via azomethine nitrogen. Due to their ease of synthesis, widespread availability, and electronic properties, Schiff base ligands have been extensively studied in coordination chemistry. Recently, Schiff base coordination chemistry has gained attention in various fields such as organic synthesis, analytical chemistry, metal refinement, metallurgy, electroplating, and photography. Some Schiff bases have been reported to possess remarkable antibacterial, antifungal, and anticancer properties. The C=N group in these compounds plays a crucial role in biological activity. Coordination chemistry has become an appealing discipline for chemists and researchers due to its success in pharmacotherapy and drug development. This study aims to synthesize the original Schiff base ligand and its Cu(II), Co(II), and Fe(II) metal complexes, analyze their structures, and investigate their antioxidant activities. Using the condensation reaction between 4-(dimethylamino) benzaldehyde and 6-acetyl-2-amino-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-c]pyridine-3-carboxamide, the Schiff base ligand was obtained, followed by the design and synthesis of novel Cu(II), Fe(II), and Co(II) metal complexes. Various physicochemical and spectroscopic methods (including elemental analysis, magnetic susceptibility, 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-Vis, LC-MS, and thermogravimetric analysis) were employed to characterize the synthesized Schiff bases and metal complexes. Based on analytical data and spectroscopic analyses, molecular structures of [LFe2(H2O)6Cl3]1.5H2O, [LCo2(H2O)2Cl3]1.5H2O and [LCu2(H2O)2Cl3]3H2O were proposed for Fe(II), Co(II) and Cu(II) complexes, respectively. It was found that the Schiff base binds to the metal ions via azomethine and amine group nitrogen atoms and carbonyl group oxygen atoms. Magnetic moment and electronic spectrum data suggested octahedral structures for the Fe(II) complexes and square-planar structures for the Cu(II) and Co(II) complexes. The binuclear nature of the synthesized metal complexes was confirmed through elemental analysis, magnetic susceptibility measurement, and mass spectrometry. TGA analysis revealed the metal complexes to be more thermally stable than the ligands. Furthermore, in order to determine the antioxidant activities of Schiff base ligand and Co(II), Cu(II) and Fe(II) complexes, DPPH? free radical scavenging activity, reducing power of cupric ions (Cu2+) to cuprous ions (Cu+) by CUPRAC method and total antioxidant properties by ABTS+ method were investigated and the antioxidant activity results obtained were compared with standard antioxidant compounds. The study concluded that these compounds exhibit significant antioxidant activity