Yeni bir kiral 1,2-diolkarbotioamide: Sentezi karakterizasyonu, admet tahmini, moleküler dockıng, moleküler dinamik çalışmaları

Abstract

Bu çalışmada, yeni bir kiral 1,2-diol karbotiyoamid türevi 2,2′-[(2R,3R)-2,3-dihidroksi-1,4-dioksobütan-1,4-diil]bis (N-fenilhidrazin)-1-karbotiyoamidin (bileşik 2) sentezi, karakterizasyonu ve birleşik deneysel ve hesaplamalı değerlendirmesi rapor edilmektedir. Bileşik 2, (2R,3R)-2,3-dihidroksibütandihidrazidin bir fenil izotiyosiyanat türevi ile reaksiyonu yoluyla %75 verimle elde edilmiştir. IR spektroskopisi karakteristik O–H/N–H gerilmesini (3352–3236 cm⁻¹), aromatik C–H bantlarını (3107–3072 cm⁻¹), amid C=O (1677 cm⁻¹) ve tiyokarbonil C=S (1267 cm⁻¹) titreşimlerini gösterdi; 7,16 ile 10,27 ppm arasındaki ¹H NMR rezonansları NH–C=O, NH–NH ve NH–C=S protonları ve ¹³C NMR verileri önerilen iskeletle uyumluydu. Biyolojik testler, bileşik 2'nin güçlü çok fonksiyonlu aktivite sergilediğini ortaya koymuştur: HT29 insan kolorektal karsinom hücrelerine karşı 7,77 µM'lik bir IC₅₀ değeri, hücre göçünün önemli ölçüde inhibisyonu, kaspaz-3 aktivasyonu yoluyla apoptoz indüksiyonu ve oksidatif DNA hasarını gösteren yüksek 8-hidroksi-2'-deoksiguanosin seviyeleri. Beş mikrobiyal suşa karşı yapılan antimikrobiyal testler, 0,0156–0,0625 mg/mL minimum inhibitör konsantrasyonları vermiştir ve en yüksek etkinlik Klebsiella pneumoniae'ye karşı gözlemlenmiştir. Radikal temizleme testleri, bütillenmiş hidroksitoluene kıyasla üstün aktivite göstermiştir. Gaz fazındaki (DFT) hesaplamaları, optimize edilmiş geometriler, sınır orbital dağılımları ve moleküler elektrostatik potansiyeller sağlayarak temel reaktif merkezleri belirlemiştir. 4BQG proteini ve DNA hedeflerine karşı moleküler kenetlenme, çoklu hidrojen bağları ve π–π istifleme etkileşimlerini ortaya çıkararak, deneysel aktivitedeki artışı doğruladı. Moleküler ağırlık, çözücüye erişilebilir yüzey alanı, hidrojen bağı verici/alıcı sayıları, QPlogHERG, QPPCaco ve QPlogBB dahil olmak üzere ADME/T tahminleri, kabul edilebilir aralıklarda yer alarak, olumlu farmakokinetik ve güvenlik profilleri gösterdi. Bu sonuçlar bileşik 2'yi daha ileri terapötik geliştirme için umut vadeden bir öncü olarak doğrulamaktadır.This study reports the synthesis, characterization, and combined experimental and computational evaluation of a novel chiral 1,2-diol carbothioamide derivative, 2,2′-[(2R,3R)-2,3-dihydroxy-1,4-dioxobutane-1,4-diyl]bis(N-phenylhydrazine)-1-carbothioamide (compound 2). Compound 2 was obtained in 75% yield by the reaction of (2R,3R)-2,3-dihydroxybutanedihydrazide with a phenyl isothiocyanate derivative. IR spectroscopy revealed characteristic O–H/N–H stretching (3352–3236 cm⁻¹), aromatic C–H bands (3107–3072 cm⁻¹), amide C=O (1677 cm⁻¹) and thiocarbonyl C=S (1267 cm⁻¹) vibrations; ¹H NMR resonances between 7.16 and 10.27 ppm indicated NH–C=O, NH–NH and NH–C=S protons, and ¹³C NMR data were consistent with the proposed skeleton. Biological tests revealed that compound 2 exhibited potent multifunctional activity: an IC₅₀ value of 7.77 µM against HT29 human colorectal carcinoma cells, high levels of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine indicating significant inhibition of cell migration, induction of apoptosis via caspase-3 activation, and oxidative DNA damage. Antimicrobial tests against five microbial strains yielded minimum inhibitory concentrations of 0.0156–0.0625 mg/mL, with the highest efficacy observed against Klebsiella pneumoniae. Radical scavenging tests demonstrated superior activity compared to butylated hydroxytoluene. Gas-phase (DFT) calculations identified key reactive centers by providing optimized geometries, boundary orbital distributions, and molecular electrostatic potentials. Molecular docking with 4BQG protein and DNA targets revealed multiple hydrogen bonds and π–π stacking interactions, confirming the increase in experimental activity. Molecular weight, solvent-accessible surface area, hydrogen bond donor/acceptor numbers, and ADME/T estimates, including QPlogHERG, QPPCaco, and QPlogBB, were within acceptable ranges, demonstrating favorable pharmacokinetic and safety profiles. These results validate compound 2 as a promising precursor for further therapeutic development.