尽管癌症治疗取得了显著进展，但发现具有更高疗效和更低副作用的新抗癌药物仍是一个重大挑战[1]。结构多样性和新型杂环骨架的识别在开发有效的小分子疗法中发挥着关键作用。
结直肠癌、肝癌和乳腺癌是全球主要的健康问题，对全球癌症发病率和死亡率贡献显著。根据最新统计数据，结直肠癌和乳腺癌是最常诊断出的恶性肿瘤，而肝癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一[2]。许多地区的结直肠癌发病率持续上升，这与人口老龄化和生活方式风险因素有关[3]；肝癌尤其是肝细胞癌通常在晚期才被诊断出来，并且对治疗具有内在抗性，导致患者预后较差。乳腺癌是全球女性中最常见的癌症类型，尽管最近的治疗进展改善了预后，但治疗耐药性和转移性疾病仍带来严峻的临床挑战[4]。这些特点凸显了迫切需要结构新颖的小分子来靶向肿瘤细胞中的关键酶和增殖途径，因此对新设计的杂环骨架在结肠（HCT 116）、肝癌（HepG2）和乳腺癌（MCF 7）细胞系中的效果进行了评估。
喹啉-2(1H)-酮衍生物是一类重要的杂环化合物，因其具有广泛的药理活性，包括抗癌[5,6]、抗炎[7]、抗菌[8,9,10]和酶抑制[11,12]作用。许多基于喹啉酮的分子已被证明是有效的癌症相关酶抑制剂，如激酶[11]和胸苷酸合成酶（hTS）[12]，后者是癌症化疗中的重要靶点，因其在DNA合成和细胞增殖中的关键作用。通过修饰喹啉酮骨架（尤其是C-3位点），可以构建具有增强生物活性的多种分子衍生物[13,14]。引入额外的杂环结构单元已成为改善药理特性的有效策略[12,15,16]。
4-羟基-3-乙酰喹啉-2(1H)-酮是一种多功能杂环骨架，可作为合成功能化喹啉酮衍生物的有效前体[17,18]。C-3位点的乙酰基提供了可进一步修饰的活化亚甲基中心，而喹啉酮核则提供了刚性且电子性质优良的框架。因此，利用N,N-二甲甲酰胺二甲基缩醛（DMF–DMA）将该骨架转化为相应的烯胺酮，是生成能进行多种环化反应的反应性中间体的关键方法[19,20]。
值得注意的是，吡唑衍生物在药物化学中是备受关注的骨架[21,22,23]，并且已报道其通过抑制肿瘤生长和细胞周期调控的关键酶（如hTS[12]和多种蛋白激酶[24,25]）表现出显著的抗癌活性。将吡唑结构单元引入喹啉酮骨架有望提高分子的识别能力和生物活性[26]。然而，通过烯胺酮中间体制备基于喹啉酮的吡唑衍生物及其生物学评价仍相对较少。
分子系统的电子结构通过基于密度泛函理论的计算研究确定，这对于发现新的候选药物至关重要。DFT技术能够精确验证分子几何结构、振动频率、原子电荷、偶极矩和其他热力学参数的实验值[27,28,29,30]。
DFT研究表明，在酸性条件下合成了新的Azo Schiff（AS）化合物，并通过光谱技术对其进行了表征。AS分子可被质子化，其中性和质子化形式都富含吸附中心，其分子轨道的能量水平和能隙值使其易于吸附在碳钢表面形成保护层[31]。理论研究结果与实验结果一致[32,33,34,35,36,37,38]。
基于这些考虑，本研究探讨了4-羟基-3-乙酰-1-苯基喹啉-2(1H)-酮及其相应烯胺酮在不同反应条件下与肼水合物和苯肼的反应性。所描述的合成路径可高效制备出多种喹啉酮基吡唑衍生物。新合成的腙、融合吡唑和吡唑基喹啉酮衍生物的抗微生物活性和细胞毒性针对HepG2、MCF-7和HCT-116癌细胞系进行了评估。
本研究的目标是利用基于密度泛函理论（DFT）的计算，研究化合物3-7的振动光谱，以更好地理解其优化后的几何结构、键合特性、前线轨道能量和非线性光学性质。目前尚未有系统研究针对化合物3-7的UV-Vis光谱。因此，采用CAM-B3LYP/6-311++G（d, p）进行时间依赖密度泛函理论（TD-DFT）计算，以深入分析这些化合物的UV-Vis光谱。此外，通过自然键轨道分析（NBO）描述了各吸收带的形成机制。借助理论化学，可以预测许多分子的物理和化学性质。目前的研究利用DFT计算、结构实体、化学反应性和光谱数据探讨了一些全局反应性参数。还对化合物3-7的光学常数进行了光谱研究。
