氟取代的苯甲酰硫脲衍生物：合成、结构表征及其抗氧化和抗菌活性的评估

《Journal of Molecular Structure》：Fluoro-substituted benzoylthiourea derivatives: Synthesis, structural characterization, and evaluation of antioxidant and antimicrobial activities

氟代苯酰胺衍生物的合成、结构表征及生物活性研究。通过一锅法合成T1-T3，利用元素分析、FT-IR、UV-Vis、NMR和X射线衍射表征结构，证实硫代羰基和氟取代特征。DFT计算显示分子间以色散力为主，辅以氢键和π-π堆积。 ADMET分析及体外实验表明T2具有最强抗氧化（DPPH）和抗菌活性。氟取代显著影响分子电子结构和生物活性。

　　

Tasneem Joha | Ummuhan Solmaz | Aylin Dogen | Hakan Arslan

摘要

成功合成三种新型氟取代苯甲酰胺衍生物（2-氟-N-((4-甲氧基-2-甲基苯基)氨基硫酰)苯甲酰胺（T1）、3-氟-N-((4-甲氧基-2-甲基苯基)氨基硫酰)苯甲酰胺（T2）和4-氟-N-((4-甲氧基-2-甲基苯基)氨基硫酰)苯甲酰胺（T3），并通过元素分析、FT-IR、UV-Vis光谱、1H/13C NMR光谱以及单晶X射线衍射（针对T1）对其进行了全面表征。光谱数据证实了硫羰基（C=S）和羰基（C=O）以及取代芳香基团的存在；UV-Vis光谱显示氟取代影响了n→π*和π→π*电子跃迁。Hirshfeld表面能分析和能量框架分析表明，分子间稳定作用主要由分散力主导，同时氢键和π···π堆叠相互作用也起到辅助作用。密度泛函理论（DFT）计算提供了关于电子性质的见解，包括HOMO-LUMO能级、Mulliken原子电荷分析以及整体反应性描述符。通过计算机模拟ADMET分析、药物相似性评估和PASS预测分析，对这些化合物的药物潜力进行了评价。生物学研究表明，这些化合物具有显著的抗氧化活性，并对某些菌株具有抗菌作用，其中T2化合物表现出最高的活性。这些发现强调了氟取代对分子结构、分子间相互作用和生物活性的影响，表明这些衍生物是进一步用于制药和生物医学应用的有希望的候选物质。

章节摘录

1. 引言

近年来，配位化学因其在理解过渡金属配合物的结构、键合和反应性方面的关键作用而受到了广泛关注[1]。在这一领域中，硫脲衍生物作为一种多功能配体备受关注，因为它们易于合成、结构稳定，并且含有柔软的（硫）和坚硬的（氮、氧）供体原子[[2],[3],[4],[5]]。这些特性使得它们能够形成结构多样的稳定化合物。

2.1. 仪器设备

使用一系列光谱和分析技术对合成的化合物（T1、T2和T3）进行了研究，以表征其结构并验证其真实性。核磁共振光谱（1H NMR和13C NMR）在Bruker Avance III Ultrashield Plus Biospin光谱仪上进行测量，其中质子的共振频率为400 MHz，碳的共振频率为100 MHz，用于确定氢和碳原子的化学位移并阐明化合物的分子结构。

3.1. 表征

如方案1所示，该系列硫脲衍生物是通过一锅法反应合成的，反应涉及苯甲酰氯衍生物（2-氟苯甲酰氯、3-氟苯甲酰氯和4-氟苯甲酰氯）、硫氰酸钾以及4-甲氧基-2-甲基苯胺，在无水丙酮中进行。反应首先生成相应的苯甲酰异硫氰酸酯中间体，随后该中间体与芳香胺反应生成目标化合物N-((4-甲氧基-2-甲基苯基)-N-

4. 结论

本研究合成了三种新型氟取代苯甲酰胺衍生物（T1-T3），并利用元素分析、FT-IR、UV-Vis光谱和单晶X射线衍射对其进行了表征（T1化合物还进行了单晶X射线衍射分析）。结构分析证实了预期的分子特征，光谱数据进一步证明了目标化合物的成功合成。Hirshfeld表面能分析和量子化学计算进一步揭示了分子间相互作用的特点。

CRediT作者贡献声明

Tasneem Joha：撰写初稿、资料收集、实验研究、数据分析、概念构思。Ummuhan Solmaz：审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、结果验证、资料收集、方法设计、实验研究、数据分析、概念构思。Aylin Dogen：资料收集、方法设计、实验研究、数据分析、概念构思。Hakan Arslan：审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了梅尔辛大学科学研究项目协调部门（项目编号：2025-TP2-5209）的支持，同时也是Tasneem Joha硕士论文的一部分。此外，该工作还得到了土耳其梅尔辛大学先进技术教育、研究与应用中心的部分资助。