《Journal of Molecular Structure》：Synthesis, characterization and in silico study of (E)-4-bromo-2-(1-(2-phenylhydrazineylidene)ethyl)phenol for antioxidant activity and for the inhibition of enzymes
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本研究成功合成了一种新型溴代腙-席夫碱化合物（HSBr），并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）、一维/二维核磁共振（1D/2D NMR）及紫外-可见光谱（UV-Vis）等手段对其结构进行了表征。采用三种体外方法（ABTS•+自
本研究成功合成了一种新型溴代腙-席夫碱化合物（HSBr），并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）、一维/二维核磁共振（1D/2D NMR）及紫外-可见光谱（UV-Vis）等手段对其结构进行了表征。采用三种体外方法（ABTS•+自由基清除、铁离子还原抗氧化能力（FRAP）及1,10-菲咯啉法）评估了该化合物的抗氧化活性，同时考察了其对乙酰胆碱酯酶（AChE）、丁酰胆碱酯酶（BChE）及脲酶的抑制作用。结果表明，HSBr表现出中等的抗氧化活性和显著的酶抑制潜力。此外，研究人员利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下计算了该化合物的电子性质、分子静电势（MESP）及光谱特征，并通过分子对接研究评估了其与多种靶酶的结合亲和力。实验与计算结果相互印证，为该类化合物作为新型多靶点治疗剂的开发提供了理论依据。
**论文解读：新型溴代腙-席夫碱HSBr的合成、表征及生物活性与计算模拟研究**
**一、研究背景与意义**
自1864年德国化学家Hugo Schiff首次合成席夫碱以来，这类由伯胺与羰基化合物（醛或酮）通过缩合反应脱去一分子水而形成的含亚胺基团（C=N）的化合物，已在分析化学、生物学、药物化学及配位化学等多个领域展现出重要的应用价值。席夫碱及其子类——腙类化合物，因其结构多样性及广泛的生物活性（包括抗氧化、抗菌、抗真菌及抗癌等），一直是药物发现领域的研究热点。近年来，腙类化合物在神经退行性疾病（尤其是阿尔茨海默病，AD）的治疗研究中受到广泛关注。AD是一种进行性神经退行性疾病，其主要病理特征之一为胆碱能神经元功能障碍，乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BChE）过度水解神经递质乙酰胆碱，导致认知功能衰退。此外，氧化应激在AD发病机制中扮演关键角色，活性氧（ROS）的过度产生会造成神经元损伤。因此，开发兼具抗氧化与胆碱酯酶抑制活性的多功能化合物已成为抗AD药物研究的重要方向。基于此，本研究设计并合成了一种新型溴代腙-席夫碱化合物（E）-4-溴-2-(1-(2-苯基亚肼基)乙基)苯酚（HSBr），旨在探索其作为多靶点抗AD候选药物的潜力。
**二、研究技术与方法**
本研究综合运用了多种实验与理论方法。首先，通过5'-溴-2'-羟基苯乙酮与苯肼在甲醇中回流缩合反应合成了目标化合物HSBr，并采用薄层色谱（TLC）监测反应进程。其次，利用紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、一维核磁共振（1H NMR、13C NMR、DEPT-135）及二维核磁共振（HSQC、HMBC）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）对其结构进行了全面表征。在生物活性评估方面，使用ABTS•+自由基清除法、铁离子还原抗氧化能力（FRAP）法和1,10-菲咯啉法评估抗氧化活性，并采用Ellman比色法测定AChE与BChE抑制活性，同时利用靛酚法评估脲酶抑制活性。最后，利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下对HSBr进行几何优化、前线分子轨道分析、分子静电势（MESP）计算及光谱模拟，并采用AutoDock Vina软件与多种靶蛋白进行分子对接研究。
**三、研究主要结果**
**3.1 合成与结构表征**
通过缩合反应成功合成了HSBr，为棕色晶体，产率达65.57%。UV-Vis光谱显示三个吸收带（255、303、352 nm），分别归属于π→π*跃迁及腙基团的n→π*跃迁。FTIR光谱确认了关键官能团：N-H伸缩振动（3304 cm?1）、C=N伸缩振动（1595 cm?1）及C-Br伸缩振动（731 cm?1）等。1H NMR中，甲基质子、芳香质子、腙基N-H和羟基O-H信号分别在δ 2.37、6.80-7.70、9.64和12.81 ppm处被观测到。13C NMR结合DEPT-135谱明确了5个季碳信号。二维HSQC与HMBC谱进一步确认了所有1H-13C直接相关及远程相关信号，完整解析了HSBr的分子结构。LC-MS分析显示m/z 306.1处[M+H]+分子离子峰，与理论分子量相符，确证了目标化合物的成功合成。
**3.2 体外抗氧化活性**
通过三种方法评估了HSBr的抗氧化能力。在ABTS•+自由基清除实验中，HSBr的IC??值为11.69 ± 0.01 μM，活性低于标准抗氧化剂（BHA、BHT、没食子酸、抗坏血酸和槲皮素）。FRAP实验中，HSBr的A?.?值为20.87 ± 0.03 μM，表现出中等的铁离子还原能力。在1,10-菲咯啉法中，HSBr的A?.?值为6.35 ± 0.02 μM，显示出较强的还原能力，其活性优于BHT、抗坏血酸和BHA。
**3.3 体外酶抑制活性**
HSBr对AChE和BChE均表现出抑制活性，IC??值分别为41.04 ± 0.09 μM和117.93 ± 0.14 μM，其中对BChE的抑制活性与阳性对照加兰他敏（IC?? = 120.93 ± 1.99 μM）相当。尤为突出的是，HSBr对脲酶表现出强效抑制活性，IC??值为56.16 ± 0.28 μM，显著优于参考标准硫脲（IC?? = 151.99 ± 0.68 μM）。
**3.4 DFT计算**
在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下，计算了HSBr在气相和甲醇相中的量子化学参数。结果显示，HOMO-LUMO能隙在甲醇相中（3.9182 eV）略小于气相（3.9529 eV），表明溶剂效应可略微提高分子反应活性。MESP分析表明，蓝色区域（缺电子）集中于N-H氢原子，黄色区域（富电子）位于羟基和溴原子周围。TD-DFT计算所得的UV-Vis吸收波长与实验值吻合良好（R2 = 0.9188），理论计算的红外光谱、1H NMR和13C NMR化学位移与实验数据高度一致（R2分别为0.9991、0.9176和0.9995），验证了计算方法的可靠性及结构解析的准确性。
**3.5 分子对接**
分子对接结果显示，HSBr与多种抗氧化相关酶（黄嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶、细胞色素、细胞色素c过氧化物酶及人抗氧化酶受体）及AChE、BChE、脲酶均表现出良好的结合亲和力。其中，HSBr与AChE的结合亲和力为-9.1 kcal/mol，优于加兰他敏（-8.7 kcal/mol）；与BChE的结合亲和力为-8.7 kcal/mol；与脲酶的结合亲和力为-7.7 kcal/mol，远优于硫脲（-3.2 kcal/mol）。对接分析还揭示了HSBr与各靶酶活性位点残基间的关键相互作用，包括常规氢键、疏水相互作用及静电相互作用。
**四、讨论与结论**
本研究成功合成并表征了一种新型溴代腙-席夫碱化合物HSBr。综合实验与计算结果表明，HSBr具有中等的抗氧化能力，特别是通过1,10-菲咯啉法显示出较强的还原能力。在酶抑制方面，HSBr对AChE、BChE和脲酶均表现出显著的抑制活性，其中对BChE和脲酶的抑制活性尤为突出。DFT计算为实验观察到的光谱数据和分子反应性提供了理论支撑，分子对接研究则从分子层面阐释了其与靶酶的相互作用机制。
**研究结论**：本研究合成的HSBr是一种具有中等抗氧化活性及显著AChE、BChE和脲酶抑制潜力的新型腙-席夫碱化合物。这些发现有助于深入理解该类合成化合物的生物学特性，并为开发新型多靶点治疗药物提供了有价值的先导化合物候选。
