密度泛函理论结合分子对接与动力学模拟揭示N-(正丁基)-N′-[(对氯苯氧基)乙酰基]脲的分子特性及药物潜力

本研究通过DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)理论计算，结合分子对接和分子动力学(MD)模拟，系统分析了BPCAU的分子结构、振动光谱、NLO性质及与GRK2受体的相互作用。结果表明其具有稳定的非平面构象和药物相似性，为开发新型心血管药物提供了理论依据。

　　

在药物化学和材料科学领域，精确解析分子结构与功能的关系是设计新型化合物的关键。苯氧乙酸衍生物因其广泛的生物活性（如抗菌、抗肿瘤和调节植物生长）备受关注，但其分子层面的作用机制仍存在诸多未解之谜。特别是N-(正丁基)-N′-[(对氯苯氧基)乙酰基]脲（BPCAU）作为对氯苯氧乙酸的尿素衍生物，虽有潜在药用价值，却缺乏系统的理论研究和生物活性验证。

针对这一空白，研究人员采用多尺度计算方法展开研究。通过密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上优化BPCAU的几何结构，发现其以C₁对称性非平面构象存在，并形成O17-H23分子内氢键（键长1.959 ?）。振动光谱分析显示，102个振动模式与实验值吻合良好（均方根误差7.6 cm^-1），其中氯苯氧基环的ν(C=C)8a和8b分别位于1600 cm^-1和1585 cm^-1，而尿素片段的ν(C=O)则在1700 cm^-1呈现特征峰。非线性光学分析表明其超极化率β_t仅为尿素的50%，排除了NLO应用可能。

前沿分子轨道分析揭示BPCAU的HOMO-LUMO能隙为5.50 eV，化学势μ=-3.993 eV，表明其具有适度反应活性。福井函数指出H35（Δf=-0.586）和C33（Δf=1.149）分别是亲电和亲核攻击的敏感位点。药物相似性评估显示其符合Lipinski规则（分子量284.74 g/mol，HBD=2，HBA=3），生物利用度评分0.55，且能穿透血脑屏障（BBB渗透值3.67）。

分子对接显示BPCAU与GRK2受体结合能达-5.23 kcal/mol，通过胺基与ASP335和ARG199形成氢键。50 ns分子动力学模拟证实复合物稳定性（RMSD 0.290 nm），PCA分析显示其协方差矩阵值（7.4376 nm）优于对照药物帕罗西汀。ADMET预测表明其具有低肝毒性（0.79）和致突变风险（0.80），但存在呼吸道毒性风险。

该研究发表于《Results in Chemistry》，首次通过理论计算阐明了BPCAU的构效关系，为其作为GRK2抑制剂治疗心血管疾病提供了分子基础。NBO分析揭示氮、氧孤对电子贡献312.24 kcal/mol稳定能，显著高于氯苯环的116.12 kcal/mol，这一发现为后续结构优化指明了方向。研究建立的DFT-MD联合策略也为同类化合物的虚拟筛选提供了可靠范式。