2-(芳基) 苯并 [d] 咪唑并 [2,1-b] 噻唑 - 7 - 磺酰胺衍生物的设计合成、抗菌抗结核活性评价及计算研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:BMC Chemistry 4.3

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  为应对抗生素耐药及新型抗结核抗菌药物需求,研究人员开展 2-(芳基) 苯并 [d] 咪唑并 [2,1-b] 噻唑 - 7 - 磺酰胺衍生物研究。经多步合成及活性评价,发现 5b、5d 等具强抗结核活性,5f 抗菌显著,为感染性疾病药物开发提供新方向。

  在全球抗菌药物耐药性不断加剧的背景下,结核病等感染性疾病的治疗面临严峻挑战。现有抗结核药物存在耐药性问题,且针对细菌感染的新型药物研发滞后,迫切需要开发具有新作用机制的抗菌抗结核药物。在此背景下,来自印度那格浦尔 Mahatma Gandhi Vidyamandir’s Loknete Vyankatrao Hiray 艺术、科学与商业学院(隶属于萨维特里巴伊?普勒 Pune 大学)等机构的研究人员,开展了 2-(芳基) 苯并 [d] 咪唑并 [2,1-b] 噻唑 - 7 - 磺酰胺衍生物的研究,相关成果发表在《BMC Chemistry》。
研究人员采用多步合成法,通过 4 - 氨基苯磺酰胺与硫氰酸铵反应生成噻唑环,再经溴化、与取代 2 - 溴苯乙酮在 PEG-400 中回流等步骤,成功合成了 8 种目标衍生物(5a-5h),并通过 FT-IR、1H NMR、13C NMR 等手段进行结构表征。

抗结核活性研究


通过微孔板阿拉玛蓝 assay(MABA)对结核分枝杆菌 H37Rv 株进行抗结核活性评估。结果显示,5b(4 - 溴苯基)、5d(4 - 氟苯基)和 5h(4 - 甲基苯基)表现出强效抗结核活性,最小抑菌浓度(MIC)为 1.6 μg/mL,与异烟肼等标准药物相当。分子对接表明,它们与 DprE1 酶(参与分枝杆菌细胞壁合成的关键酶)具有强结合亲和力(-6.2 至 - 5.9 kcal/mol),通过氢键等相互作用抑制酶活性。

抗菌活性研究


采用肉汤稀释法测试对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌)的抗菌活性。其中,5f(2,4 - 二氯苯基)对革兰氏阳性菌活性显著,MIC 低至 6.25 μg/mL,优于多数衍生物。对接研究显示,其与 2,2 - 二烷基甘氨酸脱羧酶(DGD,参与细菌氨基酸代谢)结合紧密,对接得分 - 7.9 kcal/mol,优于对照药物环丙沙星。

计算化学与 ADME 研究


密度泛函理论(DFT)分析表明,甲氧基取代的 5a 反应活性最高(ΔE=3.86 eV),而卤代衍生物如 5f 化学稳定性更强(ΔE=4.24 eV)。分子静电势(MESP)研究显示,不同取代基影响电子密度分布,与生物活性相关。ADME 研究显示,5f 具良好亲脂性,5h 溶解性和药物相似性较好,均符合 Lipinski 等规则,具备进一步开发潜力。

结论与意义


该研究成功设计合成了一系列具显著抗菌抗结核活性的苯并咪唑并噻唑磺酰胺衍生物,揭示了取代基类型(如卤素、甲基)对活性的关键影响,通过分子对接和 DFT 阐明了作用机制。这些化合物为抗结核及抗菌药物开发提供了新候选,尤其在应对耐药菌感染方面展现出潜力,为后续优化及临床前研究奠定了基础。研究整合了合成化学、生物活性评价与计算模拟,体现了多学科交叉在新药发现中的重要性。

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