N-［4-［4-［2-（2-羟基苯基）-4,5-二苯基-1H-咪唑-1-基］苯基］磺酰基苯基］乙酰胺（NHDIPSA）的谱学表征及基于DFT的结构分析伴多靶点蛋白对接研究

《RSC Advances》：Spectroscopic characterization and DFT-based structural analysis of a novel sulfonyl-acetamide imidazole derivative with multi-target protein docking studiesOpen Access

　　

该研究描述了N-［4-［4-［2-（2-羟基苯基）-4,5-二苯基-1H-咪唑-1-基］苯基］磺酰基苯基］乙酰胺（NHDIPSA）的合成，以及借助基于密度泛函理论（DFT）的计算方法与实验光谱技术（液相色谱质谱（LCMS）、FT-Raman/IR、13C NMR、1H NMR）进行的全面鉴定。为评估化学活性，研究人员开展了前线分子轨道（FMO）与分子静电势（MEP）表面分析；拓扑研究（电子局域函数（ELF）、定域轨道定位器（LOL）、非共价相互作用（NCI））阐明了化合物的分子间作用。在B3LYP/6-311G(d,p)水平上获得的振动与NMR归属与实验FT-IR、FT-Raman和NMR数据吻合良好，NMR化学位移均方根偏差为0.45–3.16 ppm。对接模拟在五个靶蛋白上的结合能为?5.49至?10.45 kcal mol?1，显示有利的结构互补性。上述结果建立了NHDIPSA经验证的结构与电子轮廓，并识别出可供后续实验跟进的候选蛋白靶点。本研究未开展酶抑制、抗菌或细胞实验；文中所用生物学术语指计算预测的靶点兼容性，实验验证留待未来工作。

研究背景方面，抗微生物耐药（AMR）已成为全球传染病治疗的重要公共卫生威胁，现有药物因耐药菌株快速出现而疗效下降，因此亟需具有更优生物轮廓的新化学实体。咪唑及其衍生物因可形成氢键、π–π堆积和静电接触而具备广谱生物活性，但文献中尚缺乏对N-［4-［4-［2-（2-羟基苯基）-4,5-二苯基-1H-咪唑-1-基］苯基］磺酰基苯基］乙酰胺（NHDIPSA）的量子计算与光谱研究。研究人员在《RSC Advances》发表该文，旨在通过实验光谱与DFT计算填补这一知识空白，并为后续计算生物学评价提供假设生成基础。

关键技术方法上，研究人员采用Radziszewski咪唑合成路线制备NHDIPSA；光谱端使用KBr压片FT-IR、ND:YAG激光FT-Raman、DMSO-d₆中¹H/¹³C NMR与LCMS鉴定结构；理论端以Gaussian程序在B3LYP/6-31G(d,p)与B3LYP/6-311G(d,p)下优化几何、算振动/NMR/MEP/FMO，并用IEF-PCM溶剂模型处理DMSO环境；生物评价端先用PASS预测活动谱，再从RCSB蛋白数据库选取2ZCK、6AIJ、6IEY、6X4C、7ENS五个靶点，用AutoDock Vina做柔性配体-刚性蛋白对接。样本无独立临床队列，蛋白结构来自公开PDB库。

分子结构与几何分析部分，研究人员通过优化构型确认分子含咪唑环、三个苯环与磺酰桥；B3LYP下C–C键长于C–N/C–O等异核键，苯环角近120°符合sp²杂化，二面角呈±180°表明平面与稳定构象，键长键角与文献范围一致。

质谱分析部分，LCMS给出分子式C₃₅H₂₇N₃O₄S与m/z 586.20等质子化/钠/钾加合峰，碎片丢失乙酰基与SO₂证实酰胺与磺酰连接，低质量tropylium/phenyl阳离子支持芳香骨架。

势能面（PES）分析部分，旋转N4–C5–C17–C22二面角扫描发现0°与360°为稳定构象，～130°与～300°为高能构象，说明酰胺经磺酰苯基与咪唑相连处的扭转柔性会影响反应性与结合取向。

Mulliken原子电荷部分，氮与氧带负电，硫S50达+1.38，氢均正电，环碳正负并存；电荷分布揭示亲电/亲核敏感区与电子离域方向。

核磁共振（NMR）部分，GIAO/B3LYP在IEF-PCM/DMSO下计算¹H与¹³C化学位移，甲基、芳香质子、O–H与羰基碳与实验吻合；¹H的6-31G(d,p)均方根偏差0.45 ppm优于6-311G(d,p)的1.03 ppm，¹³C两类基组分别为3.16与3.10 ppm，证实结构身份。

官能团与振动带评估部分，70原子204个振动模式被指派：C–C、C–H、O–H、C–O、C–S、CH₃、N–H与SO₂各组在FT-IR/FT-Raman与DFT间通过势能分布（PED）匹配，如O–H伸缩约3270 cm^?1、SO₂不对称伸缩1328 cm^?1，证明连续介质溶剂模型可复现主要基团频率。

讨论与结论部分，研究人员指出NHDIPSA首次被系统做实验光谱+DFT+对接；实验与理论光谱一致验证了合成物身份与纯度，FMO/MEP/ELF/LOL/NCI刻画了反应位点与非共价作用，PES说明构象稳定性，五个PDB靶点的结合能?5.49至?10.45 kcal mol^?1仅代表筛选级预测而非药理证据。结论为：NHDIPSA具有明确结构与电子轮廓，计算对接显示对代谢调控、微生物致病相关蛋白有潜在结合模式；但无酶抑制、抗菌或细胞实验，生物术语均为计算预测兼容性。该工作为咪唑类磺胺-乙酰胺衍生物提供可复用结构表征范式，并给出需经分子动力学与湿实验验证的候选靶点清单。