Synthesis, Crystal Structure and Binding CT-DNA/HSA of [LaL3(H2O)2] n Complex

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0198

Abstract

Abstract: Using the solvothermal method，with 4-methyl-1，2，3-thiadiazole-5-carboxylic acid （HL） as the ligand and reacting with lanthanum nitrate hexahydrate，the thiadiazole lanthanum complex ［LaL₃（H₂O）₂］_n was synthesized. The structure of the complex was characterized by single crystal X-ray diffraction，infrared spectroscopy and elemental analysis. The interaction of the lanthanum complex with calf thymus DNA （CT-DNA） and human serum albumin （HSA） was investigated by ultraviolet （UV） and fluorescence spectroscopy. Single crystal structure tests show that，the complex belongs to the triclinic crystal system，space group P1，unit cell parameters a=0.979 88（5） nm，b=1.057 26（6） nm，c=1.103 62（5） nm，α=105.134（5）°，β=109.816（4）°，γ=94.221（4）°，Z=2，V=1.021 65（10） nm³，D_c=1.974 g·cm^-3，F（000）=598.0，R_int=0.057 3. The lanthanum complex is formed by La³⁺ coordinating with six 4-methyl-1，2，3-thiadiazole-5-carboxylate anions and two water molecules，resulting in a nine-coordinated distorted three-capped trigonal prism structure. It forms a one-dimensional chain through carboxylate oxygen bridges，and the one-dimensional chains are further assembled into a three-dimensional network through N—H，S—H hydrogen bonds and π…π stacking of the thiadiazole rings.UV and fluorescence spectroscopic analysis indicates that，the complex interacts with CT-DNA and HSA. The quenching constant K_sv of the complex with CT-DNA is 4.75×10⁴ L·mol^-1，the quenching rate constant K_q is 4.75×10¹² L·mol^-1·s^-1，the binding rate constant K_a is 2.45×10⁵ L·mol^-1，and the binding site n is 1.18. Therefore，it can be concluded that the fluorescence quenching of CT-DNA by the complex is static quenching. The quenching constant K_sv of the complex with HSA is 9.83×10⁴ L·mol^-1，the quenching rate constant K_q is 9.83×10¹² L·mol^-1·s^-1，the binding rate constant K_a is 67.61 L·mol^-1，and the binding site n is 0.39. The fluorescence quenching of HSA by the complex is static quenching. Hirshfeld analysis shows that there is a strong H…H interaction between molecules.

Key words: lanthanum （III） complex; thiadiazole; crystal structure; Hirshfeld; CT-DNA; HSA

CLC Number:

O641

HUANG Qiuping, YANG Siming, ZHENG Yanfei, PANG Huayu, HUANG Qiuchan, ZHANG Haiquan. Synthesis, Crystal Structure and Binding CT-DNA/HSA of [LaL₃(H₂O)₂] _n Complex[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2026, 55(2): 314-324.

Figures/Tables 19

References 26

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Complex	C₁₂H₁₆LaN₆O₈S₃
Formula weight	607.40
T/K	100
Crystal system	Triclinic
Crystal size/mm	0.15×0.13×0.10
Space group	P1
a/nm	0.979 88（5）
b/nm	1.057 26（6）
c/nm	1.103 62（5）
α/（°）	105.134（5）
β/（°）	109.816（4）
γ/（°）	94.221（4）
V/nm³	1.021 65（10）
Z	2
D_c/（g·cm^-3）	1.974
F（000）	598.0
θ range/（°）	2.03≤θ≤26.37
Range of h，k，l	-12≤h≤12，-13≤k≤13，-13≤l≤13
Collected reflections	19 931
Unique reflections	3 869
Data/restraints/parameters	4 147/0/276
Absorption correction/mm^-1	2.451
R_int	0.057 3
R ［I>2σ（I）］	R₁ =0.026 8，wR₂ = 0.068 0
R［all data］	R₁ = 0.028 9，wR₂ = 0.069 1
Goodness of fit	1.089
Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	969 and -1 196
CCDC/ICSD	2486176

Complex	C₁₂H₁₆LaN₆O₈S₃
Formula weight	607.40
T/K	100
Crystal system	Triclinic
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Space group	P1
a/nm	0.979 88（5）
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V/nm³	1.021 65（10）
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F（000）	598.0
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Range of h，k，l	-12≤h≤12，-13≤k≤13，-13≤l≤13
Collected reflections	19 931
Unique reflections	3 869
Data/restraints/parameters	4 147/0/276
Absorption correction/mm^-1	2.451
R_int	0.057 3
R ［I>2σ（I）］	R₁ =0.026 8，wR₂ = 0.068 0
R［all data］	R₁ = 0.028 9，wR₂ = 0.069 1
Goodness of fit	1.089
Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	969 and -1 196
CCDC/ICSD	2486176

Bond	Length/nm	Bond	Angle/（°）
La1—O8	0.258 8（2）	O8—La1—O5i	98.89（6）
La1—O5i	0.297 0（2）	O5—La1—O8	141.73（7）
La1—O5	0.253 3（2）	O5—La1—O5i	76.37（7）
La1—O7	0.258 6（2）	O5—La1—O7	76.96（7）
La1—O2ii	0.249 2（2）	O5—La1—O6i	122.33（7）
La1—O3	0.247 0（2）	O7—La1—O8	120.71（7）
La1—O4i	0.248 4（2）	O7—La1—O5i	139.57（6）
La1—O1	0.247 2（2）	O2ii—La1—O8	73.22（7）
La1—O6i	0.254 7（2）	O2ii—La1—O5i	119.42（6）
O1—La1—O8	70.24（7）	O2ii—La1—O5	142.42（7）
O1—La1—O5	91.52（7）	O2ii—La1—O7	69.89（7）
O1—La1—O5i	144.51（6）	O2ii—La1—O6i	76.78（7）
O1—La1—O7	65.49（7）	O3—La1—O8	72.14（7）
O1—La1—O2ii	90.52（7）	O3—La1—O5i	67.28（7）
O1—La1—O4i	139.72（7）	O3—La1—O5	71.10（7）
O1—La1—O6i	138.67（7）	O3—La1—O7	129.55（7）
O3—La1—O4i	129.88（7）	O3—La1—O2ii	145.36（7）
O3—La1—O1	77.25（7）	O4i—La1—O2ii	79.41（7）
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O4i—La1—O8	139.71（7）	O6i—La1—O8	68.45（7）
O4i—La1—O5i	69.64（6）	O6i—La1—O5i	46.70（6）
O4i—La1—O5	75.01（7）	O6i—La1—O7	139.23（7）
O4i—La1—O7	74.46（7）

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O4i—La1—O7	74.46（7）

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