含喹啉-1,2,3-三唑席夫碱衍生物的设计合成与生物活性评价：抗菌抗癌双重作用及计算模拟研究

《Journal of Molecular Structure》：Design, Synthesis, and Biological Evaluation of Schiff Base Derivatives Incorporating Quinoline-1,2,3-Triazole Moieties: Antimicrobial, Anticancer Activities, DFT Simulations, and Molecular Docking Studies

本研究通过席夫碱缩合设计合成新型喹?啉-1,2,3-三唑杂化分子，其中化合物11d展现出卓越的双重生物活性：对四种癌细胞系具有亚微摩尔级IC50值（A549：0.14 μM），广谱抗菌活性（MIC：62.5-250 μg/mL）。分子对接显示其与EGFR（-10.5 kcal/mol）和胱硫醚γ-裂解酶（-11.7 kcal/mol）强结合，100 ns分子动力学（MD）模拟证实结合稳定性（RMSD：0.25±0.08 nm）。密度泛函理论（DFT）计算揭示良好电子特性（HOMO-LUMO能隙：3.44 eV），ADMET分析符合类药五规则。该研究为开发多靶点抗肿瘤/抗感染候选药物提供新策略。

　　

化学合成

苯胺衍生物（1）在碳酸钾和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）存在下与氯乙酰氯反应生成氯乙酰化产物（2）。通过不同光谱技术确认产物（2）的形成：在¹H NMR谱中，-NH质子峰出现在7.33 δ ppm，-CH₂-基团峰位于4.18 δ ppm，芳香质子峰介于7.12-7.46 δ ppm；¹³C NMR谱中酰胺-C=O基团出现在164.2 δ ppm。

实验方法

所有试剂和溶剂购自Sigma-Aldrich，使用前按需纯化。熔点使用数字熔点仪测定（温度范围至350°C）。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）采用岛津FT-IR 8000仪器，样品制备为KBr压片。核磁共振谱在布鲁克400 MHz谱仪上记录，使用DMSO-d₆为溶剂、TMS为内标。

N-(4-氯苯基)-2-(3-((2-(1-(3-氯苯基)-5-甲基-1H-1,2,3-三唑-4-甲酰)亚肼基)甲基)-2-氧代喹啉-1(2H)-基)乙酰胺（11a）

白色固体；产率78%；熔点197-199°C。¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ ppm: 12.45-12.51 (s, 1H, -NH), 10.64 (s, 1H, -NH), 8.80-8.86 (s, 1H, -CH=N), 8.47-8.55 (s, 1H, Ar-H), 7.98-7.99 (m, 2H, Ar-H), 7.86-7.88 (m, 1H, Ar-H), 7.70-7.74 (m, 5H, Ar-H), 7.51-7.57 (m, 1H, Ar-H), 7.31-7.40 (m, 2H, Ar-H), 7.21-7.25 (t, J=7.2 Hz, 1H, Ar-H), 5.21 (s, 2H, -CH₂), 2.50 (s, 3H, -CH₃)。¹³C NMR (DMSO-d₆) δ ppm: 12.0 (三唑-CH₃), 46.3 (-CH₂CO-乙酰胺连接链), 116.0 (喹啉C-3), 121.3 (喹啉C-8), 125.1-139.8 (芳碳), 161.5 (C=N), 164.2 (酰胺C=O), 175.3 (喹啉C-2=O)。

分子对接

合成化合物（11a–j）的分子对接研究针对两个靶蛋白进行：表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂（PDB ID: 4zau）和胱硫醚γ-裂解酶（CSE）（PDB ID: 2xct）。蛋白结构通过移除共结晶配体和水分子进行准备，使用AutoDock Tools添加极性氢。配体结构采用MMFF94力场进行能量最小化。对接显示化合物11d与EGFR（-10.5 kcal/mol）和CSE（-11.7 kcal/mol）具有最强结合亲和力，主要通过氢键和π-烷基相互作用与活性位点残基结合。

体外细胞毒性活性测定

细胞活力使用MTT（3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴盐）法评估。将细胞以1×10⁴个/孔密度接种于96孔组织培养板，在含5% CO₂的37°C湿润环境中预培养18小时。更换为含不同浓度测试化合物（0.1-100 μM）的新鲜培养基，继续培养48小时。加入MTT溶液（5 mg/mL）孵育4小时后，溶解甲臜晶体并测量570 nm吸光度。计算IC₅₀值，化合物11d对A549、MCF-7、Colo-205和A2780细胞系显示出0.14-1.36 μM的IC₅₀值。

结论

本研究成功合成新型喹啉-1,2,3-三唑杂化分子，化合物11d表现出卓越的双重抗癌和抗菌活性。其对四种癌细胞系具有亚微摩尔级IC₅₀值（0.14–1.36 μM），其中A549细胞最敏感（IC₅₀: 0.14 μM）。该化合物还对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌表现出广谱抗菌活性（MIC: 62.5–250 μg/mL），其中对铜绿假单胞菌活性最强（62.5 μg/mL）。计算研究验证了其靶点结合模式和电子特性，ADMET分析显示良好的类药性。化合物11d成为具有开发潜力的双效先导化合物。