β-苯乙胺衍生物希夫碱化合物的合成、晶体结构解析与生物活性研究：基于单晶XRD、DFT计算及分子对接的多维探索

本研究针对神经退行性疾病治疗及抗菌药物开发需求，通过微波辅助合成新型β-苯乙胺衍生物希夫碱化合物K2，结合单晶XRD确定其单斜晶系C2/c空间群结构，DFT计算揭示其低能隙(ΔEgap =0.164 eV)和高极化率(399.94 a.u.)特性。分子对接显示该化合物与Human Peroxiredoxin 5(1HD2)结合能达-7.45 kcal/mol，抗菌活性与庆大霉素相当，为氧化应激相关疾病治疗提供新候选分子。

　　

神经退行性疾病如帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)的发病与多巴胺代谢紊乱密切相关，而现有治疗药物存在选择性差、副作用大等问题。同时，抗生素耐药性加剧使得新型抗菌剂开发迫在眉睫。希夫碱化合物因其独特的亚胺基(HC=N)结构和多样生物活性，成为药物研发热点，但传统合成方法效率低下，且缺乏系统的结构-活性关系研究。

为解决这些问题，研究人员以β-苯乙胺和香草醛为原料，通过微波辅助高效合成新型希夫碱化合物(E)-5-(((4-(二甲氨基)苯基)亚氨基)甲基)-2-甲氧基苯酚(K2)。研究采用单晶X射线衍射(XRD)解析晶体结构，密度泛函理论(DFT)计算电子特性，结合Hirshfeld表面分析分子间作用力，并通过分子对接评估其与4种生物靶蛋白(1NHJ、3QX3、2XO8、1HD2)的相互作用。抗菌实验采用革兰氏阳性/阴性菌株，抗氧化能力通过DPPH法测定。

材料与方法
关键技术包括：Bruker 400 MHz核磁共振仪(¹
H-NMR 400 MHz, ¹³
C-NMR 100 MHz)进行结构表征；微波反应器(Vestel MD 20 DB)实现高效合成；X射线单晶衍射仪确定空间群；Gaussian 16软件进行B3LYP/6-31G(d,p)基组的DFT计算；AutoDock Tools进行分子对接；Waters LCT Premier TM XE UPLC/MS TOF完成高分辨质谱分析。

化学合成与表征
K2在微波辐射下以高产率合成，¹
H NMR显示亚胺质子特征峰(8.06 ppm)，XRD证实其属于单斜晶系C2/c空间群，晶胞参数a=27.794(2) ?。Hirshfeld分析揭示分子间主要作用力为H···H(54.5%)和H···O/O···H(12.4%)，表面积达320.95 ?2。

理论计算
DFT计算显示K2具有窄能隙(0.164 eV)和高偶极矩(4.65 Debye)，HOMO(-0.2820 eV)与LUMO(-0.11707 eV)轨道分布表明电子易转移。分子静电势图显示氧原子区域具强负电势，利于蛋白质结合。

生物活性
抗菌实验显示K2对革兰氏阳性/阴性菌的抑制效果与庆大霉素和环丙沙星相当。分子对接证实其与抗氧化蛋白Human Peroxiredoxin 5(1HD2)结合最强(-7.45 kcal/mol)，主要通过氢键和π-阳离子相互作用。

结论与意义
该研究通过多学科交叉方法系统阐明了K2的结构-活性关系：晶体学分析为后续修饰提供精确模板；DFT计算揭示其高反应活性源于低能隙和强极化特性；生物实验证实其双重抗菌-抗氧化功能，尤其与1HD2的强相互作用提示其在氧化应激相关疾病(如PD、AD)中的治疗潜力。研究发表于《Journal of Molecular Structure》，为基于β-苯乙胺骨架的神经保护剂开发提供了新思路，微波合成策略对绿色化学发展也具有借鉴意义。