ขอบคุณที่เข้าชม nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้อยู่มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อประสบการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันล่าสุด (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าเว็บไซต์นี้จะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เว็บไซต์นี้จะไม่มีสไตล์หรือ JavaScript
สารตั้งต้น 3-(anthracen-9-yl)-2-cyanoacryloyl chloride 4 ถูกสังเคราะห์ขึ้นและนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกที่มีฤทธิ์สูงหลากหลายชนิดผ่านปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ไนโตรเจนต่างๆ โครงสร้างของสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกที่สังเคราะห์ขึ้นแต่ละชนิดได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดโดยใช้การวิเคราะห์ทางสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์ธาตุ สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกใหม่ 10 ใน 13 ชนิดแสดงประสิทธิภาพที่น่าพอใจในการต่อต้านแบคทีเรียดื้อยาหลายชนิด (MRSA) ในจำนวนนี้ สารประกอบ 6, 7, 10, 13b และ 14 แสดงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียสูงสุด โดยมีโซนยับยั้งใกล้เคียง 4 ซม. อย่างไรก็ตาม การศึกษาการจับตัวของโมเลกุลเผยให้เห็นว่าสารประกอบเหล่านี้มีความสัมพันธ์ในการจับกับโปรตีนที่จับกับเพนิซิลลิน 2a (PBP2a) ที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการดื้อยาของ MRSA สารประกอบบางชนิด เช่น 7, 10 และ 14 แสดงความสามารถในการจับและเสถียรภาพในการปฏิสัมพันธ์ที่บริเวณออกฤทธิ์ของ PBP2a ได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับลิแกนด์ควินาโซลิโนนที่ตกผลึกร่วมกัน ในทางตรงกันข้าม สารประกอบ 6 และ 13b มีคะแนนการจับที่ต่ำกว่า แต่ยังคงแสดงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียอย่างมีนัยสำคัญ โดยสารประกอบ 6 มีค่า MIC (9.7 μg/100 μL) และ MBC (78.125 μg/100 μL) ต่ำที่สุด การวิเคราะห์การจับเผยให้เห็นปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญ ได้แก่ พันธะไฮโดรเจนและการเรียงซ้อนแบบ π โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับกรดอะมิโน เช่น Lys 273, Lys 316 และ Arg 298 ซึ่งระบุว่ามีปฏิสัมพันธ์กับลิแกนด์ที่ตกผลึกร่วมกันในโครงสร้างผลึกของ PBP2a กรดอะมิโนเหล่านี้มีความสำคัญต่อกิจกรรมของเอนไซม์ PBP2a ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นอาจเป็นยาต้านเชื้อ MRSA ที่มีศักยภาพ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการผสมผสานการจำลองการจับตัวของโมเลกุลกับการทดสอบทางชีวภาพเพื่อระบุตัวเลือกการรักษาที่มีประสิทธิภาพ
ในช่วงต้นศตวรรษนี้ ความพยายามในการวิจัยส่วนใหญ่เน้นไปที่การพัฒนาขั้นตอนและวิธีการใหม่ๆ ที่เรียบง่ายสำหรับการสังเคราะห์ระบบเฮเทอโรไซคลิกเชิงนวัตกรรมหลายชนิดที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพ โดยใช้วัตถุดิบตั้งต้นที่หาได้ง่าย
หมู่ฟังก์ชันอะคริโลไนไตรล์ถือเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์ระบบเฮเทอโรไซคลิกที่โดดเด่นหลายชนิด เนื่องจากเป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูง ยิ่งไปกว่านั้น อนุพันธ์ของ 2-ไซยาโนอะคริลอยล์คลอไรด์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสำหรับการพัฒนาและการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านการประยุกต์ใช้ทางเภสัชวิทยา เช่น สารตัวกลางของยา1,2,3 สารตั้งต้นของสารต้านเอชไอวี สารต้านไวรัส สารต้านมะเร็ง สารต้านแบคทีเรีย สารต้านอาการซึมเศร้า และสารต้านอนุมูลอิสระ4,5,6,7,8,9,10 เมื่อเร็วๆ นี้ ประสิทธิภาพทางชีวภาพของแอนทราซีนและอนุพันธ์ของมัน รวมถึงคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรีย ต้านมะเร็ง11,12 ต้านแบคทีเรีย13,14,15 และฆ่าแมลง16,17 ได้รับความสนใจอย่างมาก18,19,20,21 สารประกอบต้านจุลชีพที่มีหมู่ฟังก์ชันอะคริโลไนไตรล์และแอนทราซีนแสดงอยู่ในรูปที่ 1 และ 2
ตามรายงานขององค์การอนามัยโลก (WHO) (2021) การดื้อยาต้านจุลชีพ (AMR) เป็นภัยคุกคามระดับโลกต่อสุขภาพและการพัฒนา22,23,24,25 ผู้ป่วยไม่สามารถรักษาให้หายได้ ส่งผลให้ต้องนอนโรงพยาบาลนานขึ้นและต้องใช้ยาที่มีราคาแพงขึ้น รวมถึงอัตราการเสียชีวิตและความพิการที่เพิ่มขึ้น การขาดแคลนยาต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพมักนำไปสู่ความล้มเหลวในการรักษาการติดเชื้อต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการทำเคมีบำบัดและการผ่าตัดใหญ่
จากรายงานขององค์การอนามัยโลกปี 2024 เชื้อแบคทีเรีย Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) และ E. coli ถูกรวมอยู่ในรายชื่อเชื้อก่อโรคที่ต้องให้ความสำคัญเป็นลำดับต้นๆ แบคทีเรียทั้งสองชนิดนี้ดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด ดังนั้นจึงก่อให้เกิดการติดเชื้อที่รักษาและควบคุมได้ยาก และมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาสารประกอบต้านจุลชีพใหม่ที่มีประสิทธิภาพเพื่อแก้ไขปัญหานี้ แอนทราซีนและอนุพันธ์ของมันเป็นสารต้านจุลชีพที่เป็นที่รู้จักกันดีซึ่งสามารถออกฤทธิ์ได้ทั้งแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้คือการสังเคราะห์อนุพันธ์ใหม่ที่สามารถต่อสู้กับเชื้อก่อโรคที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพเหล่านี้ได้
องค์การอนามัยโลก (WHO) รายงานว่าเชื้อแบคทีเรียก่อโรคหลายชนิดดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด รวมถึงเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) ซึ่งเป็นสาเหตุของการติดเชื้อทั่วไปในชุมชนและสถานพยาบาล มีรายงานว่าผู้ป่วยที่ติดเชื้อ MRSA มีอัตราการเสียชีวิตสูงกว่าผู้ป่วยที่ติดเชื้อที่ไวต่อยาถึง 64% นอกจากนี้ เชื้อ E. coli ยังเป็นภัยคุกคามระดับโลก เนื่องจากยาสุดท้ายที่ใช้ต่อต้านเชื้อ Enterobacteriaceae ที่ดื้อต่อคาร์บาเพเนม (เช่น E. coli) คือ โคลิสติน แต่เมื่อเร็วๆ นี้ มีรายงานการพบแบคทีเรียที่ดื้อต่อโคลิสตินในหลายประเทศ 22,23,24,25
ดังนั้น ตามแผนปฏิบัติการระดับโลกขององค์การอนามัยโลกเกี่ยวกับการต่อต้านยาต้านจุลชีพ26 จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการค้นพบและสังเคราะห์ยาต้านจุลชีพชนิดใหม่ ศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของแอนทราซีนและอะคริโลไนไตรล์ในฐานะสารต้านแบคทีเรีย27 ต้านเชื้อรา28 ต้านมะเร็ง29 และต้านอนุมูลอิสระ30 ได้รับการเน้นย้ำในเอกสารตีพิมพ์จำนวนมาก ในแง่นี้ อาจกล่าวได้ว่าอนุพันธ์เหล่านี้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการนำไปใช้ต่อต้านเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA)
การทบทวนวรรณกรรมก่อนหน้านี้เป็นแรงบันดาลใจให้เราสังเคราะห์อนุพันธ์ใหม่ในกลุ่มเหล่านี้ ดังนั้น การศึกษาในปัจจุบันจึงมุ่งพัฒนาสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกระบบใหม่ที่มีส่วนประกอบของแอนทราซีนและอะคริโลไนไตรล์ ประเมินประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพและแบคทีเรีย และตรวจสอบปฏิสัมพันธ์การจับกับโปรตีนที่จับกับเพนิซิลลิน 2a (PBP2a) โดยใช้การจำลองการจับโมเลกุล โดยต่อยอดจากการศึกษาครั้งก่อน การศึกษาในปัจจุบันได้ดำเนินการสังเคราะห์ ประเมินทางชีวภาพ และวิเคราะห์เชิงคำนวณของระบบเฮเทอโรไซคลิกเพื่อระบุสารต้านเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) ที่มีฤทธิ์ยับยั้ง PBP2a อย่างมีประสิทธิภาพ31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49
งานวิจัยปัจจุบันของเรามุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์และการประเมินฤทธิ์ต้านจุลชีพของสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกชนิดใหม่ที่มีส่วนประกอบของแอนทราซีนและอะคริโลไนไตรล์ โดยได้เตรียม 3-(แอนทราซีน-9-อิล)-2-ไซยาโนอะคริลอยล์คลอไรด์ 4 และใช้เป็นหน่วยโครงสร้างสำหรับการสร้างระบบเฮเทอโรไซคลิกชนิดใหม่
โครงสร้างของสารประกอบ 4 ถูกกำหนดโดยใช้ข้อมูลสเปกตรัม สเปกตรัม 1H-NMR แสดงให้เห็นการมีอยู่ของ CH= ที่ 9.26 ppm สเปกตรัม IR แสดงให้เห็นการมีอยู่ของหมู่คาร์บอนิลที่ 1737 cm−1 และหมู่ไซยาโนที่ 2224 cm−1 และสเปกตรัม 13CNMR ก็ยืนยันโครงสร้างที่เสนอไว้เช่นกัน (ดูส่วนการทดลอง)
การสังเคราะห์ 3-(anthracen-9-yl)-2-cyanoacryloyl chloride 4 สำเร็จได้โดยการไฮโดรไลซิสกลุ่มอะโรมาติก 250, 41, 42, 53 ด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในเอทานอล (10%) เพื่อให้ได้กรด 354, 45, 56 จากนั้นจึงนำไปทำปฏิกิริยากับไทโอนิลคลอไรด์ในอ่างน้ำเพื่อให้ได้อนุพันธ์อะคริลอยล์คลอไรด์ 4 ในปริมาณผลผลิตสูง (88.5%) ดังแสดงในรูปที่ 3
เพื่อสร้างสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการต้านเชื้อแบคทีเรียตามที่คาดหวัง จึงได้ทำการทดลองปฏิกิริยาของอะซิลคลอไรด์ 4 กับไดนิวคลีโอไฟล์ต่างๆ
กรดคลอไรด์ 4 ถูกบำบัดด้วยไฮดราซีนไฮเดรตที่อุณหภูมิ 0° เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง แต่โชคไม่ดีที่ไม่ได้ไพราโซโลน 5 ผลิตภัณฑ์ที่ได้คืออนุพันธ์ของอะคริลาไมด์ ซึ่งโครงสร้างได้รับการยืนยันโดยข้อมูลสเปกตรัม สเปกตรัม IR แสดงแถบการดูดกลืนของ C=O ที่ 1720 cm−1, C≡N ที่ 2228 cm−1 และ NH ที่ 3424 cm−1 สเปกตรัม 1H-NMR แสดงสัญญาณซิงเกล็ตแลกเปลี่ยนของโปรตอนโอเลฟินและโปรตอน NH ที่ 9.3 ppm (ดูส่วนการทดลอง)
กรดคลอไรด์ 4 จำนวน 2 โมล ทำปฏิกิริยากับฟีนิลไฮดราซีน 1 โมล เพื่อให้ได้อนุพันธ์ N-ฟีนิลอะคริลอยล์ไฮดราซีน 7 ในปริมาณผลผลิตที่ดี (77%) (รูปที่ 5) โครงสร้างของ 7 ได้รับการยืนยันโดยข้อมูลสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด ซึ่งแสดงการดูดกลืนของกลุ่ม C=O สองกลุ่มที่ 1691 และ 1671 cm−1 การดูดกลืนของกลุ่ม CN ที่ 2222 cm−1 และการดูดกลืนของกลุ่ม NH ที่ 3245 cm−1 และสเปกตรัม 1H-NMR แสดงกลุ่ม CH ที่ 9.15 และ 8.81 ppm และโปรตอน NH ที่ 10.88 ppm (ดูส่วนการทดลอง)
ในการศึกษานี้ ได้ทำการตรวจสอบปฏิกิริยาของอะซิลคลอไรด์ 4 กับ 1,3-ไดนิวคลีโอไฟล์ การบำบัดอะซิลคลอไรด์ 4 ด้วย 2-อะมิโนไพริดีนใน 1,4-ไดออกเซนโดยใช้ TEA เป็นเบสที่อุณหภูมิห้อง ทำให้ได้อนุพันธ์อะคริลาไมด์ 8 (รูปที่ 5) ซึ่งโครงสร้างของสารดังกล่าวได้รับการระบุโดยใช้ข้อมูลสเปกตรัม สเปกตรัม IR แสดงแถบการดูดกลืนของไซยาโนสเต็ปปิ้งที่ 2222 cm−1, NH ที่ 3148 cm−1 และคาร์บอนิลที่ 1665 cm−1; สเปกตรัม 1H NMR ยืนยันการมีอยู่ของโปรตอนโอเลฟินที่ 9.14 ppm (ดูส่วนการทดลอง)
สารประกอบ 4 ทำปฏิกิริยากับไทโอยูเรียเพื่อให้ได้ไพริมิดีนไทโอน 9; สารประกอบ 4 ทำปฏิกิริยากับไทโอเซมิคาร์บาไซด์เพื่อให้ได้อนุพันธ์ไทโอไพราโซล 10 (รูปที่ 5) โครงสร้างของสารประกอบ 9 และ 10 ได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมและธาตุ (ดูส่วนการทดลอง)
สาร Tetrazine-3-thiol 11 ถูกเตรียมขึ้นโดยปฏิกิริยาของสารประกอบ 4 กับ thiocarbazide ซึ่งทำหน้าที่เป็น 1,4-dinucleophile (รูปที่ 5) และโครงสร้างของสารได้รับการยืนยันโดยสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์ธาตุ ในสเปกตรัมอินฟราเรด พันธะ C=N ปรากฏที่ 1619 cm−1 ในขณะเดียวกัน สเปกตรัม 1H-NMR ของสารนี้ยังคงแสดงสัญญาณหลายแผ่นของโปรตอนอะโรมาติกที่ 7.78–8.66 ppm และโปรตอน SH ที่ 3.31 ppm (ดูส่วนการทดลอง)
อะคริลอยล์คลอไรด์ 4 ทำปฏิกิริยากับ 1,2-ไดอะมิโนเบนซีน, 2-อะมิโนไทโอฟีนอล, กรดแอนทรานิลิก, 1,2-ไดอะมิโนอีเทน และเอทานอลอะมีนในฐานะ 1,4-ไดนิวคลีโอไฟล์เพื่อสร้างระบบเฮเทอโรไซคลิกใหม่ (13–16)
โครงสร้างของสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่เหล่านี้ได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมและธาตุ (ดูส่วนการทดลอง) อนุพันธ์ 2-ไฮดรอกซีฟีนิลอะคริลาไมด์ 17 ได้มาจากการทำปฏิกิริยากับ 2-อะมิโนฟีนอลเป็นไดนิวคลีโอไฟล์ (รูปที่ 6) และโครงสร้างของมันได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมและธาตุ สเปกตรัมอินฟราเรดของสารประกอบ 17 แสดงให้เห็นว่าสัญญาณ C=O และ C≡N ปรากฏที่ 1681 และ 2226 cm−1 ตามลำดับ ในขณะเดียวกัน สเปกตรัม 1H-NMR ของมันยังคงมีสัญญาณซิงเกิลของโปรตอนโอเลฟินที่ 9.19 ppm และโปรตอน OH ปรากฏที่ 9.82 ppm (ดูส่วนการทดลอง)
ปฏิกิริยาของกรดคลอไรด์ 4 กับนิวคลีโอไฟล์หนึ่งตัว (เช่น เอทิลอะมีน, 4-โทลูอิดีน และ 4-เมทอกซีอะนิลีน) ในไดออกเซนเป็นตัวทำละลายและ TEA เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง ให้ผลผลิตเป็นอนุพันธ์อะคริลาไมด์ผลึกสีเขียว 18, 19a และ 19b ข้อมูลธาตุและสเปกตรัมของสารประกอบ 18, 19a และ 19b ยืนยันโครงสร้างของอนุพันธ์เหล่านี้ (ดูส่วนการทดลอง) (รูปที่ 7)
หลังจากตรวจสอบฤทธิ์ต้านจุลชีพของสารประกอบสังเคราะห์ต่างๆ แล้ว ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันดังแสดงในตารางที่ 1 และรูปที่ 8 (ดูไฟล์รูปภาพ) สารประกอบที่ทดสอบทั้งหมดแสดงการยับยั้งแบคทีเรียแกรมบวก MRSA ในระดับที่แตกต่างกัน ในขณะที่แบคทีเรียแกรมลบ Escherichia coli แสดงความต้านทานต่อสารประกอบทั้งหมดอย่างสมบูรณ์ สารประกอบที่ทดสอบสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของบริเวณยับยั้งต่อ MRSA ประเภทแรกมีฤทธิ์มากที่สุด ประกอบด้วยสารประกอบห้าชนิด (6, 7, 10, 13b และ 14) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของบริเวณยับยั้งของสารประกอบเหล่านี้ใกล้เคียงกับ 4 ซม. สารประกอบที่มีฤทธิ์มากที่สุดในประเภทนี้คือสารประกอบ 6 และ 13b ประเภทที่สองมีฤทธิ์ปานกลาง ประกอบด้วยสารประกอบอีกห้าชนิด (11, 13a, 15, 18 และ 19a) บริเวณยับยั้งการเจริญเติบโตของสารประกอบเหล่านี้มีช่วงตั้งแต่ 3.3 ถึง 3.65 เซนติเมตร โดยสารประกอบหมายเลข 11 แสดงบริเวณยับยั้งการเจริญเติบโตที่ใหญ่ที่สุดที่ 3.65 ± 0.1 เซนติเมตร ในทางกลับกัน กลุ่มสุดท้ายประกอบด้วยสารประกอบสามชนิด (8, 17 และ 19b) ที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพต่ำที่สุด (น้อยกว่า 3 เซนติเมตร) ภาพที่ 9 แสดงการกระจายของบริเวณยับยั้งการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน
การตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับฤทธิ์ต้านจุลชีพของสารประกอบที่ทดสอบเกี่ยวข้องกับการหาค่า MIC และ MBC สำหรับแต่ละสารประกอบ ผลลัพธ์แตกต่างกันเล็กน้อย (ดังแสดงในตารางที่ 2, 3 และรูปที่ 10 (ดูไฟล์รูป)) โดยสารประกอบ 7, 11, 13a และ 15 ถูกจัดประเภทใหม่เป็นสารประกอบที่ดีที่สุด เนื่องจากมีค่า MIC และ MBC ต่ำที่สุดเท่ากัน (39.06 μg/100 μL) แม้ว่าสารประกอบ 7 และ 8 จะมีค่า MIC ต่ำกว่า (9.7 μg/100 μL) แต่ค่า MBC ของพวกมันสูงกว่า (78.125 μg/100 μL) ดังนั้นจึงถือว่าอ่อนกว่าสารประกอบที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตาม สารประกอบทั้งหกนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุดในบรรดาสารประกอบที่ทดสอบ เนื่องจากค่า MBC ของพวกมันต่ำกว่า 100 μg/100 μL
สารประกอบ (10, 14, 18 และ 19b) มีฤทธิ์น้อยกว่าสารประกอบอื่นๆ ที่ทดสอบ เนื่องจากค่า MBC อยู่ในช่วง 156 ถึง 312 μg/100 μL ในทางกลับกัน สารประกอบ (8, 17 และ 19a) มีแนวโน้มน้อยที่สุด เนื่องจากมีค่า MBC สูงที่สุด (625, 625 และ 1250 μg/100 μL ตามลำดับ)
สุดท้ายนี้ จากระดับความทนทานที่แสดงในตารางที่ 3 สารประกอบที่ทดสอบสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามกลไกการออกฤทธิ์ ได้แก่ สารประกอบที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) และสารประกอบที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย (6, 13b, 14, 17, 19a) ในบรรดาสารประกอบเหล่านี้ สารประกอบ 7, 11, 13a และ 15 เป็นสารประกอบที่น่าสนใจ เนื่องจากแสดงฤทธิ์ฆ่าเชื้อที่ความเข้มข้นต่ำมาก (39.06 μg/100 μL)
สารประกอบ 10 จาก 13 ชนิดที่ทดสอบแสดงศักยภาพในการต่อต้านเชื้อแบคทีเรีย Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะและเมธิซิลลิน (MRSA) ดังนั้นจึงแนะนำให้ทำการคัดกรองเพิ่มเติมโดยใช้เชื้อก่อโรคที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะมากขึ้น (โดยเฉพาะเชื้อที่แยกได้จากแหล่งในท้องถิ่นซึ่งครอบคลุมแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบที่ก่อโรค) และยีสต์ที่ก่อโรค รวมถึงการทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์ของสารประกอบแต่ละชนิดเพื่อประเมินความปลอดภัย
การศึกษาการจับตัวกันระดับโมเลกุลได้ดำเนินการเพื่อประเมินศักยภาพของสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นในการยับยั้งโปรตีนจับเพนิซิลลิน 2a (PBP2a) ในเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) PBP2a เป็นเอนไซม์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ผนังเซลล์ของแบคทีเรีย และการยับยั้งเอนไซม์นี้จะรบกวนการสร้างผนังเซลล์ ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การแตกตัวของแบคทีเรียและการตายของเซลล์1 ผลการจับตัวกันแสดงอยู่ในตารางที่ 4 และอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในไฟล์ข้อมูลเสริม และผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าสารประกอบหลายชนิดแสดงความสามารถในการจับกับ PBP2a ได้อย่างแข็งแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ตำแหน่งสำคัญของเอนไซม์ เช่น Lys 273, Lys 316 และ Arg 298 ปฏิสัมพันธ์ รวมถึงพันธะไฮโดรเจนและการเรียงซ้อนแบบ π นั้นคล้ายคลึงกับของลิแกนด์ควินาโซลิโนนที่ตกผลึกร่วม (CCL) อย่างมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของสารประกอบเหล่านี้ในการยับยั้งที่มีประสิทธิภาพสูง
ข้อมูลการจับคู่โมเลกุล พร้อมด้วยพารามิเตอร์การคำนวณอื่นๆ ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่า การยับยั้ง PBP2a เป็นกลไกสำคัญที่รับผิดชอบต่อฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่สังเกตได้ของสารประกอบเหล่านี้ ค่าคะแนนการจับคู่และค่าความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (RMSD) ยังแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ในการจับและเสถียรภาพ ซึ่งสนับสนุนสมมติฐานนี้ ดังแสดงในตารางที่ 4 แม้ว่าสารประกอบหลายชนิดจะแสดงความสัมพันธ์ในการจับที่ดี แต่สารประกอบบางชนิด (เช่น 7, 9, 10 และ 14) มีค่าคะแนนการจับคู่สูงกว่าลิแกนด์ที่ตกผลึกร่วมกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกว่ากับสารตกค้างในบริเวณออกฤทธิ์ของ PBP2a อย่างไรก็ตาม สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพมากที่สุดคือ 6 และ 13b แสดงค่าคะแนนการจับคู่ที่ต่ำกว่าเล็กน้อย (-5.98 และ -5.63 ตามลำดับ) เมื่อเทียบกับลิแกนด์อื่นๆ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า แม้ว่าคะแนนการด็อกกิ้งจะสามารถใช้ในการทำนายความสัมพันธ์ในการจับตัวกันได้ แต่ปัจจัยอื่นๆ (เช่น ความเสถียรของลิแกนด์และการปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ) ก็มีบทบาทสำคัญในการกำหนดฤทธิ์ต้านแบคทีเรียเช่นกัน ที่น่าสังเกตคือ ค่า RMSD ของสารประกอบที่สังเคราะห์ทั้งหมดต่ำกว่า 2 Å ซึ่งยืนยันว่าตำแหน่งการด็อกกิ้งของสารประกอบเหล่านั้นมีความสอดคล้องกับโครงสร้างการจับตัวกันของลิแกนด์ที่ตกผลึกร่วมกัน ซึ่งเป็นการสนับสนุนศักยภาพของสารประกอบเหล่านั้นในฐานะสารยับยั้ง PBP2a ที่มีประสิทธิภาพสูง
แม้ว่าคะแนนการจับตัวและค่า RMS จะให้การคาดการณ์ที่มีคุณค่า แต่ความสัมพันธ์ระหว่างผลลัพธ์การจับตัวเหล่านี้กับฤทธิ์ต้านจุลชีพนั้นไม่ชัดเจนเสมอไปในตอนแรก แม้ว่าการยับยั้ง PBP2a จะได้รับการสนับสนุนอย่างมากว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อฤทธิ์ต้านจุลชีพ แต่ความแตกต่างหลายประการชี้ให้เห็นว่าคุณสมบัติทางชีวภาพอื่นๆ ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน สารประกอบ 6 และ 13b แสดงฤทธิ์ต้านจุลชีพสูงสุด โดยมีทั้งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของโซนยับยั้ง 4 ซม. และค่า MIC (9.7 μg/100 μL) และ MBC (78.125 μg/100 μL) ต่ำที่สุด แม้ว่าจะมีคะแนนการจับตัวต่ำกว่าเมื่อเทียบกับสารประกอบ 7, 9, 10 และ 14 ก็ตาม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าแม้ว่าการยับยั้ง PBP2a จะมีส่วนช่วยในฤทธิ์ต้านจุลชีพ แต่ปัจจัยต่างๆ เช่น ความสามารถในการละลาย การดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย และพลวัตของการมีปฏิสัมพันธ์ในสภาพแวดล้อมของแบคทีเรียก็มีอิทธิพลต่อฤทธิ์โดยรวมด้วย รูปที่ 11 แสดงตำแหน่งการจับกันของโมเลกุล ซึ่งบ่งชี้ว่าสารประกอบทั้งสองชนิด แม้จะมีคะแนนการจับกันค่อนข้างต่ำ ก็ยังสามารถโต้ตอบกับกรดอะมิโนสำคัญของ PBP2a ได้ ซึ่งอาจช่วยเสริมสร้างความเสถียรของสารเชิงซ้อนที่ยับยั้งการทำงาน สิ่งนี้เน้นย้ำว่า แม้การจำลองการจับกันของโมเลกุลจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการยับยั้ง PBP2a แต่ก็ต้องพิจารณาปัจจัยทางชีวภาพอื่นๆ ด้วย เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบต้านจุลชีพในโลกแห่งความเป็นจริงของสารประกอบเหล่านี้อย่างครบถ้วน
โดยใช้โครงสร้างผลึกของ PBP2a (PDB ID: 4CJN) ได้สร้างแผนที่ปฏิสัมพันธ์แบบ 2 มิติและ 3 มิติของสารประกอบที่มีฤทธิ์มากที่สุด 6 และ 13b ที่จับกับโปรตีนจับเพนิซิลลิน 2a (PBP2a) ของเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) แผนที่เหล่านี้เปรียบเทียบรูปแบบปฏิสัมพันธ์ของสารประกอบเหล่านี้กับลิแกนด์ควินาโซลิโนน (CCL) ที่ตกผลึกร่วมกันซึ่งจับใหม่ โดยเน้นปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญ เช่น พันธะไฮโดรเจน การเรียงซ้อนแบบ π และปฏิสัมพันธ์ไอออนิก
พบรูปแบบที่คล้ายกันสำหรับสารประกอบ 7 ซึ่งแสดงคะแนนการจับตัวที่ค่อนข้างสูง (-6.32) และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของโซนยับยั้งที่ใกล้เคียงกัน (3.9 ซม.) กับสารประกอบ 10 อย่างไรก็ตาม ค่า MIC (39.08 μg/100 μL) และ MBC (39.06 μg/100 μL) ของสารประกอบ 7 นั้นสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่าต้องใช้ความเข้มข้นที่สูงกว่าจึงจะแสดงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียได้ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าถึงแม้สารประกอบ 7 จะแสดงความสามารถในการจับตัวที่แข็งแกร่งในการศึกษาการจับตัว แต่ปัจจัยต่างๆ เช่น การดูดซึมเข้าสู่เซลล์ หรือคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีอื่นๆ อาจจำกัดประสิทธิภาพทางชีวภาพของมัน ถึงแม้สารประกอบ 7 จะแสดงคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย แต่ก็มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียน้อยกว่าสารประกอบ 6 และ 13b
สารประกอบ 10 แสดงความแตกต่างที่ชัดเจนยิ่งขึ้นด้วยคะแนนการจับตัวสูงสุด (-6.40) ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถในการจับกับ PBP2a อย่างแข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม เส้นผ่านศูนย์กลางของบริเวณยับยั้ง (3.9 ซม.) ของสารประกอบ 10 นั้นเทียบได้กับสารประกอบ 7 และค่า MBC (312 μg/100 μL) สูงกว่าสารประกอบ 6, 7 และ 13b อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ถึงฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่อ่อนกว่า สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า แม้จะมีผลการทำนายการจับตัวที่ดี แต่สารประกอบ 10 ก็มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อ MRSA น้อยกว่าเนื่องจากปัจจัยจำกัดอื่นๆ เช่น ความสามารถในการละลาย ความเสถียร หรือการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรียที่ไม่ดี ผลลัพธ์เหล่านี้สนับสนุนความเข้าใจที่ว่า แม้การยับยั้ง PBP2a จะมีบทบาทสำคัญในฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย แต่ก็ไม่ได้อธิบายความแตกต่างในกิจกรรมทางชีวภาพที่สังเกตได้ในสารประกอบที่ทดสอบทั้งหมด ความแตกต่างเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เชิงทดลองเพิ่มเติมและการประเมินทางชีวภาพเชิงลึกเพื่ออธิบายกลไกการต้านเชื้อแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องอย่างครบถ้วน
ผลการจำลองการจับตัวกันของโมเลกุลในตารางที่ 4 และไฟล์ข้อมูลเพิ่มเติม แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างคะแนนการจับตัวกันและฤทธิ์ต้านจุลชีพ แม้ว่าสารประกอบ 6 และ 13b จะมีคะแนนการจับตัวกันต่ำกว่าสารประกอบ 7, 9, 10 และ 14 แต่กลับมีฤทธิ์ต้านจุลชีพสูงที่สุด แผนภาพปฏิสัมพันธ์ (แสดงในรูปที่ 11) บ่งชี้ว่า แม้จะมีคะแนนการจับตัวกันต่ำกว่า แต่ก็ยังสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาการเรียงซ้อนแบบ π ที่สำคัญกับสารตกค้างที่สำคัญของ PBP2a ซึ่งสามารถทำให้เอนไซม์-สารยับยั้งคอมเพล็กซ์มีความเสถียรในลักษณะที่เป็นประโยชน์ทางชีวภาพ แม้ว่าคะแนนการจับตัวกันของ 6 และ 13b จะค่อนข้างต่ำ แต่ฤทธิ์ต้านจุลชีพที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าควรพิจารณาคุณสมบัติอื่นๆ เช่น ความสามารถในการละลาย ความเสถียร และการดูดซึมเข้าสู่เซลล์ ควบคู่ไปกับข้อมูลการจับตัวกันเมื่อประเมินศักยภาพของสารยับยั้ง ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการรวมการศึกษาการจับตัวกันเข้ากับการวิเคราะห์ฤทธิ์ต้านจุลชีพเชิงทดลอง เพื่อประเมินศักยภาพในการรักษาของสารประกอบใหม่ได้อย่างแม่นยำ
ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำว่า แม้ว่าการจำลองการจับตัวกันของโมเลกุลจะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการทำนายความสัมพันธ์ในการจับตัวและระบุกลไกการยับยั้งที่เป็นไปได้ แต่ก็ไม่ควรใช้เพียงอย่างเดียวในการพิจารณาประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพ ข้อมูลระดับโมเลกุลชี้ให้เห็นว่าการยับยั้ง PBP2a เป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อกิจกรรมต้านจุลชีพ แต่การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมทางชีวภาพบ่งชี้ว่าคุณสมบัติทางกายภาพเคมีและเภสัชจลนศาสตร์อื่นๆ ต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษา การศึกษาในอนาคตควรเน้นไปที่การปรับโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบ 7 และ 10 เพื่อปรับปรุงการดูดซึมเข้าสู่เซลล์และประสิทธิภาพการดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาการจับตัวกันที่แข็งแกร่งจะถูกแปลงเป็นกิจกรรมต้านจุลชีพที่แท้จริง การศึกษาเพิ่มเติม รวมถึงการทดสอบทางชีวภาพเพิ่มเติมและการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรม (SAR) จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจของเรามากขึ้นว่าสารประกอบเหล่านี้ทำงานอย่างไรในฐานะสารยับยั้ง PBP2a และเพื่อพัฒนายาต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
สารประกอบที่สังเคราะห์จาก 3-(anthracen-9-yl)-2-cyanoacryloyl chloride 4 แสดงฤทธิ์ต้านจุลชีพในระดับที่แตกต่างกัน โดยสารประกอบหลายชนิดแสดงการยับยั้งเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) อย่างมีนัยสำคัญ การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและฤทธิ์ทางชีวภาพ (SAR) เผยให้เห็นลักษณะโครงสร้างที่สำคัญซึ่งเป็นพื้นฐานของประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพของสารประกอบเหล่านี้
การมีอยู่ของทั้งหมู่แอคริโลไนไตรล์และแอนทราซีนพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพ หมู่ไนไตรล์ที่มีปฏิกิริยาสูงในแอคริโลไนไตรล์มีความจำเป็นในการอำนวยความสะดวกในการโต้ตอบกับโปรตีนของแบคทีเรีย ซึ่งส่งผลให้สารประกอบมีคุณสมบัติในการต้านจุลชีพ สารประกอบที่มีทั้งแอคริโลไนไตรล์และแอนทราซีนแสดงให้เห็นถึงฤทธิ์ต้านจุลชีพที่แข็งแกร่งกว่าอย่างสม่ำเสมอ ความเป็นอะโรมาติกของหมู่แอนทราซีนยังช่วยเพิ่มความเสถียรของสารประกอบเหล่านี้ ซึ่งอาจช่วยเพิ่มฤทธิ์ทางชีวภาพได้
การเพิ่มวงแหวนเฮเทอโรไซคลิกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านเชื้อแบคทีเรียของอนุพันธ์หลายชนิดอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อนุพันธ์เบนโซไทอะโซล 13b และอนุพันธ์อะคริลไฮดราไซด์ 6 แสดงฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียสูงสุด โดยมีบริเวณยับยั้งประมาณ 4 ซม. อนุพันธ์เฮเทอโรไซคลิกเหล่านี้แสดงผลทางชีวภาพที่สำคัญกว่า ซึ่งบ่งชี้ว่าโครงสร้างเฮเทอโรไซคลิกมีบทบาทสำคัญในฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย ในทำนองเดียวกัน ไพริมิดีนไทโอนในสารประกอบ 9 ไทโอไพราโซลในสารประกอบ 10 และวงแหวนเตตราซีนในสารประกอบ 11 มีส่วนช่วยในคุณสมบัติการต้านเชื้อแบคทีเรียของสารประกอบ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการดัดแปลงเฮเทอโรไซคลิกมากยิ่งขึ้น
ในบรรดาสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้น สารประกอบหมายเลข 6 และ 13b โดดเด่นในด้านฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่ดีเยี่ยม ความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย (MIC) ของสารประกอบหมายเลข 6 คือ 9.7 ไมโครกรัม/100 ไมโครลิตร และความเข้มข้นต่ำสุดที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (MBC) คือ 78.125 ไมโครกรัม/100 ไมโครลิตร ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการกำจัดเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน (MRSA) ในทำนองเดียวกัน สารประกอบหมายเลข 13b มีบริเวณยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียขนาด 4 เซนติเมตร และมีค่า MIC และ MBC ต่ำ ซึ่งยืนยันถึงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่ทรงพลัง ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของหมู่ฟังก์ชันอะคริโลไฮดราไซด์และเบนโซไทอะโซลในการกำหนดประสิทธิภาพทางชีวภาพของสารประกอบเหล่านี้
ในทางตรงกันข้าม สารประกอบ 7, 10 และ 14 แสดงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียในระดับปานกลาง โดยมีโซนยับยั้งตั้งแต่ 3.65 ถึง 3.9 เซนติเมตร สารประกอบเหล่านี้ต้องการความเข้มข้นที่สูงกว่าเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้อย่างสมบูรณ์ ดังที่สะท้อนให้เห็นจากค่า MIC และ MBC ที่ค่อนข้างสูง แม้ว่าสารประกอบเหล่านี้จะมีฤทธิ์น้อยกว่าสารประกอบ 6 และ 13b แต่ก็ยังแสดงศักยภาพในการต้านแบคทีเรียอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่าการรวมส่วนประกอบอะคริโลไนไตรล์และแอนทราซีนเข้าไปในวงแหวนเฮเทอโรไซคลิกมีส่วนช่วยในฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของสารประกอบเหล่านี้
สารประกอบเหล่านี้มีกลไกการออกฤทธิ์ที่แตกต่างกัน บางชนิดมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และบางชนิดมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สารประกอบ 7, 11, 13a และ 15 มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและต้องการความเข้มข้นต่ำเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้อย่างสมบูรณ์ ในทางตรงกันข้าม สารประกอบ 6, 13b และ 14 มีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้ที่ความเข้มข้นต่ำ แต่ต้องการความเข้มข้นสูงกว่าเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้อย่างสมบูรณ์
โดยรวมแล้ว การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและฤทธิ์ทางชีวภาพเน้นย้ำถึงความสำคัญของการนำหมู่ฟังก์ชันอะคริโลไนไตรล์และแอนทราซีน รวมถึงโครงสร้างเฮเทอโรไซคลิกมาใช้เพื่อให้ได้ฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่มีนัยสำคัญ ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า การปรับปรุงส่วนประกอบโครงสร้างเหล่านี้ให้เหมาะสม และการสำรวจการดัดแปลงเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลายและการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ อาจนำไปสู่การพัฒนายาต้านเชื้อ MRSA ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
สารเคมีและตัวทำละลายทั้งหมดได้รับการทำให้บริสุทธิ์และทำให้แห้งโดยใช้ขั้นตอนมาตรฐาน (เอล กอมฮูเรีย ประเทศอียิปต์) จุดหลอมเหลวถูกกำหนดโดยใช้เครื่องวัดจุดหลอมเหลวอิเล็กทรอนิกส์ GallenKamp และรายงานโดยไม่มีการแก้ไข สเปกตรัมอินฟราเรด (IR) (cm⁻1) ถูกบันทึกที่ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยไอน์ชัมส์ โดยใช้เม็ดโพแทสเซียมโบรไมด์ (KBr) บนเครื่องสเปกโทรเมตร FTIR Thermo Electron Nicolet iS10 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, สหรัฐอเมริกา)
สเปกตรัม 1H NMR ได้รับการบันทึกที่ความถี่ 300 MHz โดยใช้เครื่องสเปกโทรเมตร NMR GEMINI (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, USA) และเครื่องสเปกโทรเมตร NMR BRUKER 300 MHz (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) ใช้เตตระเมทิลไซเลน (TMS) เป็นสารมาตรฐานภายในร่วมกับไดเมทิลซัลฟอกไซด์ที่ถูกดิวเทอเรต (DMSO-d₆) การวัด NMR ดำเนินการที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยไคโร กิซา ประเทศอียิปต์ การวิเคราะห์ธาตุ (CHN) ดำเนินการโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ธาตุ Perkin-Elmer 2400 และผลลัพธ์ที่ได้สอดคล้องกับค่าที่คำนวณได้เป็นอย่างดี
นำกรด 3 (5 มิลลิโมล) และไทโอนิลคลอไรด์ (5 มิลลิลิตร) ผสมกันแล้วให้ความร้อนในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 65 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง กำจัดไทโอนิลคลอไรด์ส่วนเกินออกโดยการกลั่นภายใต้ความดันลดลง เก็บของแข็งสีแดงที่ได้และนำไปใช้โดยไม่ต้องทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม จุดหลอมเหลว: 200-202 °C ผลผลิต: 88.5% IR (KBr, ν, cm−1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O) 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9.26 (s, 1H, CH=), 7.27-8.57 (m, 9H, heteroaromatization) 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115.11 (C≡N), 124.82–130.53 (CH แอนทราซีน), 155.34, 114.93 (CH=C–C=O), 162.22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291.73111 นักวิเคราะห์คำนวณสำหรับ C18H10ClNO (291.73): C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80 พบ: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%
ที่อุณหภูมิ 0°C ละลายสารประกอบ 4 (2 มิลลิโมล, 0.7 กรัม) ในไดออกเซนปราศจากน้ำ (20 มิลลิลิตร) จากนั้นเติมไฮดราซีนไฮเดรต (2 มิลลิโมล, 0.16 มิลลิลิตร, 80%) ลงไปทีละหยดและคนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง เก็บของแข็งที่ตกตะกอนโดยการกรองและตกผลึกใหม่จากเอทานอลเพื่อให้ได้สารประกอบ 6
ผลึกสีเขียว จุดหลอมเหลว 190-192℃ ผลผลิต 69.36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9.3 (br s, H, NH, exchangeable), 7.69-8.51 (m, 18H, heteroaromatic), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); ค่าที่คำนวณได้สำหรับ C33H21N3O (475.53): C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. พบ: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%
ละลายสาร 4 (2 มิลลิโมล, 0.7 กรัม) ในสารละลายไดออกเซนปราศจากน้ำ 20 มิลลิลิตร (ที่มีไตรเอทิลอะมีนสองสามหยด) เติมฟีนิลไฮดราซีน/2-อะมิโนไพริดีน (2 มิลลิโมล) แล้วคนให้เข้ากันที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 และ 2 ชั่วโมง ตามลำดับ เทส่วนผสมของปฏิกิริยาลงในน้ำแข็งหรือน้ำ แล้วเติมกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพื่อทำให้เป็นกรด กรองแยกของแข็งออก แล้วตกผลึกซ้ำจากเอทานอลเพื่อให้ได้สาร 7 และตกผลึกซ้ำจากเบนซีนเพื่อให้ได้สาร 8
ผลึกสีเขียว จุดหลอมเหลว 160-162℃ ผลผลิต 77%; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10.88 (s, 1H, NH, แลกเปลี่ยนได้), 9.15 (s, 1H, CH=), 8.81 (s, 1H, CH=), 6.78-8.58 (m, 23H, เฮเทอโรอะโรมาติก); ค่าที่คำนวณได้สำหรับ C42H26N4O2 (618.68): C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. พบ: C, 81.96; H, 3.91; N, 8.91%
นำสาร 4 (2 มิลลิโมล, 0.7 กรัม) ละลายในสารละลายไดออกเซนปราศจากน้ำ 20 มิลลิลิตร (ที่มีไตรเอทิลอะมีนสองสามหยด) เติม 2-อะมิโนไพริดีน (2 มิลลิโมล, 0.25 กรัม) แล้วคนให้เข้ากันที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง เทสารละลายที่ได้ลงในน้ำเย็นจัดและเติมกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง กรองแยกตะกอนที่เกิดขึ้นและนำไปตกผลึกใหม่จากเบนซีน ได้ผลึกสีเขียวของสาร 8 ที่มีจุดหลอมเหลว 146-148 °C และผลผลิต 82.5%; สเปกตรัมอินฟราเรด (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm−1 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8.78 (s, H, NH, แลกเปลี่ยนได้), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, การเกิดเฮเทอโรอะโรมาติก); คำนวณสำหรับ C23H15N3O (348.38): C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. พบ: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%
นำสารประกอบ 4 (2 มิลลิโมล, 0.7 กรัม) ละลายในไดออกเซนแห้ง 20 มิลลิลิตร (ซึ่งมีไตรเอทิลอะมีนสองสามหยดและไทโอยูเรีย/เซมิคาร์บาไซด์ 2 มิลลิโมล) แล้วให้ความร้อนแบบรีฟลักซ์เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นระเหยตัวทำละลายออกด้วยสุญญากาศ นำสารตกค้างไปตกผลึกใหม่จากไดออกเซนเพื่อให้ได้สารผสม