新型三取代咪唑并色烯衍生物的多维分析：设计、合成、表征、分子对接及抗菌活性评价

为解决全球日益严峻的抗菌药物耐药性（AMR）和氧化应激相关疾病问题，研究人员设计合成了一系列新型3-(3-(2,3-二氢-2,4,5-三取代咪唑-1-基)丙酰基)-2H-色烯-2-酮衍生物（9a-9d），通过分子对接、DFT计算及体外实验证实化合物9a和9c对细菌（如金黄色葡萄球菌MTCC 96）和真菌（如白色念珠菌MTCC 183）具有显著抑制活性（MIC=31.25 μg/mL），而硝基取代的9d展现出63.7%的DPPH自由基清除率。该研究为开发兼具抗菌和抗氧化活性的多靶点药物提供了新思路。

　　

在全球公共卫生领域，抗菌药物耐药性（AMR）和氧化应激相关疾病正成为两大严峻挑战。现有抗生素因滥用导致耐药菌株激增，而传统抗氧化剂难以兼顾抗菌活性，亟需开发新型多功能药物。面对这一需求，沙特阿拉伯国王大学的研究团队通过巧妙的分子设计，将具有广谱生物活性的咪唑环与天然产物色烯骨架结合，合成出14种三取代咪唑并色烯衍生物，并系统评价了其抗菌和抗氧化性能，相关成果发表于《Journal of Molecular Structure》。

研究采用多学科交叉技术：通过多组分反应构建咪唑核心，再与色烯骨架偶联获得目标化合物；利用FT-IR、¹H/¹³C NMR和质谱完成结构表征；采用微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）；通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性；结合分子对接（AutoDock Vina）和密度泛函理论（DFT）计算揭示构效关系。

材料与方法
实验选用临床相关病原体：革兰氏阳性菌（枯草芽孢杆菌MTCC 441、金黄色葡萄球菌MTCC 96）、革兰氏阴性菌（大肠杆菌MTCC 443、普通变形杆菌MTCC 1771）及真菌（白色念珠菌MTCC 183）。

化学合成
通过三步反应构建杂合分子：首先由苯偶酰（1）、醋酸铵（2）与芳香醛（3a-3d）缩合生成2,4,5-三芳基咪唑，再与3-氯丙酰氯反应引入连接臂，最后与4-羟基香豆素缩合获得目标产物9a-9d。

关键发现

1. 抗菌活性：萘基取代的9a和氟苯基取代的9c对全部测试菌株表现出广谱抑制（MIC=31.25 μg/mL），优于青霉素（-10.28 kcal/mol）和氟康唑（-9.76 kcal/mol）标准品。分子对接显示其通过氢键与细菌DNA旋转酶、真菌CYP51结合。
2. 抗氧化特性：硝基衍生物9d虽抗菌较弱，但DPPH清除率达63.7%，其高电子亲和力（0.11974 eV）和电负性（0.16251 eV）促进自由基中和。
3. 理论计算：9c的极小HOMO-LUMO能隙（0.07006 eV）和负化学势（-0.15098 eV）预示其高反应活性，与实验结果吻合。

结论与意义
该研究证实分子中取代基类型直接影响生物活性：疏水芳环增强抗菌性（9a、9c），而吸电子硝基提升抗氧化能力（9d）。通过DFT参数与生物活性的相关性分析，建立了预测模型，为理性药物设计提供新范式。这种"一石二鸟"策略开发的杂合分子，有望成为应对AMR和氧化损伤的双功能候选药物，特别是对免疫缺陷患者的混合感染具有临床转化潜力。