两种三唑基吲哚化合物的晶体结构合成、实验研究及量子力学分析,同时对其抗氧化活性进行了评估

《Journal of Molecular Structure》:Synthesis, Experimental and Quantum Mechanical Investigation of the Crystal Structures of Two Triazolyl-Indole Compounds, Along with the Evaluation of Their Antioxidant Activity

【字体: 时间:2026年02月18日 来源:Journal of Molecular Structure 4.7

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  该研究合成了两种1,2,4-三唑基吲哚化合物(3a和3b),通过X射线衍射确定其晶体结构为正交晶系Pbca,R值分别为0.0459和0.0714。分子间通过氢键稳定,三唑部分与烷基链近乎垂直。NMR和DFT分析表明硫酮形式热力学更稳定但化学活性更高,抗氧化活性(ABTS、DPPH、FRAP)低于槲皮素。

  
Arzu Karayel|Deniz P?nar|Ebru Didem Kuran|Efe Do?ukan Dincel|?zlem Kurt-?irin|Nuray Ulusoy-Güzeldemirci
土耳其乔鲁姆(?orum)希提特大学(Hitit University)工程与自然科学学院物理系

摘要

本研究合成了两种1,2,4-三唑基吲哚化合物:5-(1H-吲哚-3-基)-4-丙基-2,4-二氢-3H-1,2,4-三唑-3-硫酮(3a)和5-(1H-吲哚-3-基)-4-丁基-2,4-二氢-3H-1,2,4-三唑-3-硫酮(3b),并利用X射线衍射法确定了它们的结构。这两种化合物均属于正交晶系(Pbca)。其分子结构通过直接方法确定,并分别优化至R=0.0459(3a)和R=0.0714(3b)。两种分子的分子结构和晶体结构都通过分子间的氢键得到稳定。分子的三唑部分几乎垂直于丙基和丁基。此外,还进行了核磁共振(NMR)研究以进一步了解其分子结构。根据密度泛函理论(DFT)分析和实验结果(X射线、NMR和傅里叶变换红外光谱FT-IR)显示,这两种化合物的最稳定形式为硫酮形式。尽管硫酮形式在热力学上比硫醇形式更稳定(ΔH° ≈ ?15 kcal/mol),但它们的化学反应活性更高(ΔE = 4.374 eV(3a)和4.377 eV(3b))。此外,使用ABTS、DPPH和FRAP方法评估了这两种化合物的抗氧化活性,结果表明它们的抗氧化能力低于参考化合物槲皮素。

引言

吲哚(也称为2,3-苯并吡咯)是一类重要的杂环化合物,存在于许多天然产物和商业药物中[1,2]。含有吲哚的化合物因其广泛的生物活性而受到研究人员的关注,例如抗癌[3]、抗炎[4]、抗病毒[5]、抗菌[6]、抗真菌[7]、抑制乙酰胆碱酯酶[8]和丁酰胆碱酯酶[9]等作用。

材料与方法

化合物的合成与分析所用试剂和溶剂均购自Merck、Fluka和Sigma-Aldrich等知名厂商,无需额外纯化处理。熔点测定使用STUART SMP40仪器完成。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)数据由Alfa Bruker FT-IR光谱仪采集。1H-NMR和13C-NMR数据则在DMSO-d6溶剂中通过Bruker光谱仪获得。

有机合成

三唑基吲哚化合物(3a和3b)的合成方法如实验部分所述,从甲基1H-吲哚-3-羧酸酯开始,通过图1所示的化学途径分三步完成。3a和3b的产率分别为76.15%和91.15%。
虽然该合成路线与以往报道中将这些化合物作为中间体的研究一致[15],但本文对其进行了详细的光谱表征(FT-IR、1H-NMR和13C-NMR)。

结论

本研究成功阐明了两种1,2,4-三唑基吲哚衍生物(3a和3b)的完整结构及物理化学性质。尽管这些化合物此前仅被报道为合成中间体,但本文首次提供了关于它们固态结构和内在抗氧化特性的详细信息。单晶X射线衍射分析明确证实,这两种化合物均以硫酮互变异构形式结晶。

未引用参考文献

[22]

作者贡献声明

Arzu Karayel:撰写初稿、方法设计、实验研究、数据分析、概念构建、指导。
Deniz P?nar:方法设计、实验研究、数据分析
Ebru Didem Kuran:方法设计、实验研究、数据分析
Efe Do?ukan Dincel:方法设计、实验研究、数据分析
?zlem Kurt-?irin:方法设计、实验研究、数据分析
Nuray Ulusoy-Güzeldemirci:方法设计、实验研究

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢土耳其锡诺普大学(Sinop University)科学技术研究与应用中心提供的Bruker D8 QUEST衍射仪。同时感谢伊斯坦布尔大学科学研究项目协调单位(项目编号:TDK-2021-38059)的支持。本文中的数值计算全部在土耳其TUBITAK ULAKBIM的高性能与网格计算中心(TRUBA资源)完成。
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