氯冉酸-吉米沙星电荷转移复合物的合成表征与分子对接研究：新型抗菌复合物的理论计算及光谱分析

本研究针对抗生素耐药性问题，通过合成吉米沙星(GMF)与氯冉酸(CLA)的电荷转移复合物(GMF-CLA)，采用UV-vis、FT-IR、NMR及DFT计算等多技术联用，证实其1:1摩尔比稳定结构及显著抗菌活性（结合能-105至-118.06 kcal/mol），为新型抗菌剂开发提供理论依据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大挑战，而氟喹诺酮类抗生素作为广谱抗菌药物，其疗效正因细菌耐药性增强而受限。在这一背景下，研究人员将目光投向电荷转移复合物(CT complex)这一特殊分子相互作用——它不仅能增强药物活性，还可能通过新型作用机制突破现有耐药屏障。

某研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表的最新研究，创新性地将第四代氟喹诺酮类抗生素吉米沙星(Gemifloxacin, GMF)与天然苯醌类化合物氯冉酸(Chloranilic acid, CLA)结合，成功构建GMF-CLA电荷转移复合物。通过多学科交叉研究方法，不仅揭示了其分子作用机制，更发现其对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等病原体的显著抑制效果，为新型抗菌剂设计开辟了新路径。

研究团队运用三大关键技术：1）紫外-可见光谱(UV-vis)分析溶剂效应，采用Job法确定1:1结合比例；2）综合FT-IR、质谱及¹H/¹³C NMR表征质子转移相互作用；3）基于B3LYP方法的密度泛函理论(DFT)计算，结合分子对接评估生物活性。

【材料与方法】
研究选用药用级GMF与纯度>98%的CLA，在甲醇、乙醇及DMSO三种溶剂体系中开展实验。通过元素分析、粉末X射线衍射（测得晶粒尺寸31.03 nm）及量子化学计算等手段进行全面表征。

【结果与讨论】
CLA凭借其缺电子醌式结构与氢键潜能，与GMF形成稳定CT复合物。溶剂极性实验显示结合强度顺序为乙醇>甲醇≈DMSO。前沿分子轨道(FMOs)分析证实GMF的HOMO与CLA的LUMO轨道易形成复合物，分子静电势(MEP)图谱揭示了氢键作用位点。

【分子对接】
与大肠杆菌、白色念珠菌等靶点的结合能达-118.06 kcal/mol，显著优于原药。电子局域函数(ELF)分析阐明CT键本质，为抗菌机制提供理论支撑。

该研究首次系统阐明GMF-CLA复合物的结构-活性关系，其创新性体现在：1）通过K_CT常数证实乙醇体系最利复合物稳定；2）DFT计算揭示CLA的吸电子特性是CT作用驱动力；3）分子对接显示拓展了GMF的抗菌谱。这些发现不仅为克服细菌耐药性提供新思路，更为醌类-抗生素复合物的设计建立了方法论框架，具有重要的转化医学价值。