The effect of S-alkylation of the thiosemicarbazone fragment on the antiradical activity of some 3d- metal complexes [Articol]

Abstract

This study examines how S-alkylation of thiosemicarbazones affects the antiradical activity of 3d- metal complexes. Comparative analysis of free salicylaldehyde 4-allyl-S-alkylisothiosemicarbazones and their coordination compounds revealed a dual effect: S-alkylation diminishes the activity of free ligands by blocking proton-donor capacity but markedly enhances it in metal complexes via efficient redox-pair formation. Nitrate complexes of Fe(III), Co(III), and Cr(III) exhibited the highest potency, with IC50 values (0.50 μM), surpassing Trolox by 66-fold. Structure–activity relationships indicated that compact S- substituents and outer-sphere nitrate anions boost activity, whereas bulky benzyl groups impose steric hindrance. Further optimization was achieved by introducing electron-donating methoxy groups or extending conjugation in the aldehyde fragment. These findings establish a rational design strategy for highly efficient isothiosemicarbazone-based antioxidants.

Acest studiu examinează modul în care S-alchilarea tiosemicarbazonei afectează activitatea antiradicalică a complecșilor metalelor 3d. Analiza comparativă a 4-alil-S-alchilizotiosemicarbazonei aldehidei salicilice libere și a compușilor lor coordinativi a evidențiat un efect dual: S-alchilarea reduce activitatea liganzilor liberi prin blocarea capacității de donare a protonului, dar o sporește semnificativ în complecșii metalici prin formarea unor perechi redox eficiente. Complecșii nitrați ai Fe(III), Co(III) și Cr(III) au demonstrat cea mai mare potență, cu valori IC50 (0,50 μM), depășind activitatea Trolox de 66 de ori. Relațiile structură-activitate au indicat faptul că substituenții S- compacți și anionii nitrat din sfera exterioară stimulează activitatea, în timp ce grupările benzil voluminoase induc impedimente sterice. O optimizare suplimentară a fost obținută prin introducerea de grupări metoxi donatoare de electroni sau prin extinderea conjugării în fragmentul aldehidic. Aceste rezultate stabilesc o strategie de proiectare rațională pentru antioxidanți altamente eficienți bazați pe izotiosemicarbazone.