苯亚甲基噁唑并[3,2-a]嘧啶衍生物:新型抗炎剂的合成、量子模拟与分子对接研究

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:In Silico Pharmacology

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  来自全球多学科团队的研究人员通过一锅法Hantzsch杂环化与Knoevenagel缩合反应,成功合成三种新型苯亚甲基噁唑并嘧啶衍生物(C1-C3)。结合FTIR、1H-NMR/13C-NMR表征与B3LYP/6-311G+(d,p)量子计算,揭示其电子特性与吸附行为。分子对接(MD)显示C1以-10.137 XP GScore成为强效COX-2抑制剂,C2则通过氢键作用调控NF-κB通路。蒙特卡洛(MC)模拟证实C2在金属表面的优异吸附性,毒性评估将其归为2类毒性化合物。该研究为开发靶向COX-2/NF-κB的抗炎药物提供了新思路。

  

这项突破性研究设计出三种结构精巧的苯亚甲基噁唑并[3,2-a]嘧啶衍生物:(Z)-6-苯甲酰基-2-亚苄基-5,7-二苯基-5H-噁唑并[3,2-a]嘧啶-3(2H)-酮(C1)、其3,4-二甲氧基(C2)和4-氟(C3)取代变体。通过"一锅煮"的Hantzsch杂环化与Knoevenagel缩合反应,这些分子骨架被巧妙构建,并经FTIR、核磁共振(1H-NMR/13C-NMR)等现代分析技术严格验证。

量子化学模拟揭开分子奥秘:采用B3LYP/6-311G+(d,p)基组计算显示,这些化合物具有独特的HOMO-LUMO能隙、分子静电势(MEP)分布和福井函数特征。特别有趣的是,蒙特卡洛模拟发现C2在Fe(110)和Cu(111)金属表面展现出最强的"吸附舞姿",暗示其在材料领域的应用潜力。

毒性评估如同分子"体检报告":所有化合物均属2类毒性物质,但各具特色——C1可能突破血脑屏障(BBB毒性),C2会扰乱免疫系统,而C3兼具神经毒性和BBB渗透性。

最激动人心的发现来自分子对接(MD)实验:C1以-10.137的对接分数强势锁定环氧合酶-2(COX-2)活性位点,其稳定作用主要依靠芳环间π-π堆叠相互作用;而C2则像"分子锁匠"般通过氢键网络精准干预NF-κB信号通路。后续分子动力学模拟证实,COX-2-C1复合物在模拟环境中保持稳定,关键相互作用如同"分子握手"般持续存在。

这些发现为抗炎药物研发开辟了新路径:C1可作为COX-2抑制剂的优秀候选,而C2则展现出调控NF-κB通路的独特潜力,两种作用机制如同对抗炎症的"双剑合璧"。该研究不仅提供了一系列具有开发价值的先导化合物,更通过量子计算与分子模拟的深度融合,为理性药物设计提供了范式。

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