基于电子性质分析和模拟研究，设计、合成并评估了一种新型1,3,4-噻二唑衍生物，该衍生物具有显著的抗癌和抗菌活性

摘要

开发具有抗癌和抗菌潜力的杂环骨架仍是药物化学领域的重要研究方向。其中，1,3,4-噻二唑衍生物因其结构适应性和广泛的生物活性而备受关注。在本研究中，通过两步反应合成了一个新的噻二唑衍生物：首先将(R)-香叶酮与硫代半卡巴肼缩合，随后与二芳基硝基亚胺环化，产率高达86–87%。该化合物的结构通过^1H/^13C核磁共振（NMR）、红外光谱（IR）和密度泛函理论（B3LYP/6-311 + + G(d, p)）得到验证，证实了噻二唑环的形成。振动分析和NMR进一步确认了其电子结构；计算结果表明该分子的HOMO-LUMO能隙为3.64电子伏特（eV），表明分子具有稳定性。天然键轨道分析揭示了超共轭作用，分子静电势图谱则确定了其亲核和亲电活性位点。该化合物的非线性光学性质优于尿素，暗示了其潜在的附加应用价值。生物实验显示其具有显著的药理活性：细胞毒性实验表明其对前列腺癌细胞（PC3）的抑制作用较强（IC₅₀ = 18.45 µM），抗菌实验证实其对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌均具有明显的抑制效果。网络药理学和对接分析表明BCl2是其主要作用靶点，结合亲和力为-8.89 kcal/mol，并且在100纳秒的分子动力学模拟中表现出稳定的相互作用。药代动力学（ADMET）预测显示其具有良好的药代特性，但潜在的致癌性仍需进一步研究。综上所述，综合运用合成化学、光谱学和计算方法表明这种新型噻二唑衍生物是一种具有强大细胞毒性和抗菌活性的有前景的先导化合物，为其在未来的药物设计和治疗开发中的应用提供了有力支持。