新型酰基硫脲CCT的合成、晶体结构及与小牛胸腺DNA相互作用的研究

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0149

摘要/Abstract

摘要： 以硫氰酸铵、间氯苯甲酰氯、邻氨基苯甲酸为原料，通过“一步法”合成了新型酰基硫脲衍生物N-（3-氯苯甲酰基）-N′-2-羧基苯甲酰基硫脲（N-（3-chloro-benzoyl）-N′-2-carboxy benzoyl thiourea， CCT），采用单晶X射线衍射（SXRD）、核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外光谱及荧光光谱等手段进行表征，SXRD结果表明其为单斜晶系，P2₁/c空间群。通过多光谱学（紫外吸收光谱及荧光竞争取代）结合分子模拟对接技术，测定了目标硫脲与小牛胸腺DNA的相互作用，结果表明二者以沟槽作用方式形成了复合物，基本没有破坏DNA完整的双螺旋结构，氢键为其主要作用力。

关键词: 硫脲衍生物; 晶体结构; 小牛胸腺DNA; 分子对接

Abstract: Using ammonium thiocyanate， 2-chloro-4-chlorophenylformyl chloride， and 2-aminobenzoic acid as raw materials， a new type of acylthiourea derivative， N-（3-chlorobenzoyl）-N′-2-carboxybenzoyl thiourea （N-（3-chloro-benzoyl）-N′-2-carboxybenzoyl thiourea， CCT） was synthesized through a “one-step method”. The compound was characterized by single-crystal X-ray diffraction （SXRD）， nuclear magnetic resonance spectroscopy， Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）， ultraviolet spectroscopy， and fluorescence spectroscopy. The SXRD results indicate that it belongs to the monoclinic crystal system， with the P2₁/c space group. Through multispectroscopy （ultraviolet absorption spectroscopy and fluorescence competitive substitution） combined with molecular docking technology， the interaction between the target thiourea and calf thymus DNA was determined. The results show that the two formed a complex in a groove interaction mode， without significantly disrupting the complete double helix structure of DNA. Hydrogen bonds are the main force.

Key words: thiourea derivative; crystal structure; calf thymus DNA; molecular docking

中图分类号:

O641.4

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图/表 16

图1 CCT的合成路线

Fig.1 Synthetic route of CCT

表1 CCT晶体的结构精修及数据

Table 1 Structural refinement and data of CCT crystals

Parameter	Value	Parameter	Value
Crystal system	Monoclinic	Formula	C₁₅H₁₁ClN₂O₃S
Space group M_r a/Å	P2₁/c 334.77 12.860 8（6）	D_c/（g·cm^-3） μ/cm^-1 θ range/（°）	1.570 0.431 3.17 to 51.388
b/Å	7.551 6（3）	F（000）	688.0
c/Å	14.603 1（6）	R collected， unique （R_int）	15 625
V/Å³	1 416.37（10）	GOF	1.080
α/（°）	90	R₁， ωR₂ ［I＞2σ（I）］	0.035 3，0.091 0
β/（°）	92.950（1）	R₁， ωR₂ （all data）	0.037 0，0.092 2
γ/（°） Z	90 4	L diff. peak and hole/ （e·nm^-3）	0.29/-0.38

表2 CCT晶体的键长和键角

Table 2 Bond length and bond angle of CCT crystals

Bond	Bond length/Å	Bond	Bond length/Å
C（8）—S（1）	1.659 8（16）	C（8）—N（2）	1.403（2）
C（4）—Cl（1）	1.742 0（17）	C（9）—N（2）	1.421 2（19）
C（15）—O（2）	1.233 9（19）	C（8）—N（1）	1.403（2）
C（7）—O（1）	1.220 2（19）	C（7）—N（1）	1.375（2）
Bond	Angle/（°）	Bond	Angle/（°）
C（8）—N（2）—C（9）	125.74（13）	N（1）—C（7）—C（6）	116.26（13）
C（7）—N（1）—C（8）	129.46（13）	C（10）—C（9）—N（2）	119.58（14）
N（2）—C（8）—S（1）	127.78（12）	O（2）—C（15）—O（3）	122.28（15）
N（2）—C（8）—N（1）	114.75（13）	N（1）—C（8）—S（1）	117.43（11）

表3 CCT的O—H…O氢键相互作用

Table 3 O—H…O hydrogen bonding interactions in CCT

N（2）—H（1）—O（1）

N（2）—H（1）—O（2）

0.880

1.954

2.318

2.661

2.705

136.284

106.674

图2 CCT的分子结构

Fig.2 Molecular structure of CCT

图3 CCT的晶胞堆积图（b轴）

Fig.3 Cell stacking diagram of CCT （b-axis）

图4 CCT分子间氢键图

Fig.4 Hydrogen bond diagram between CCT molecules

图5 CCT、CT-DNA及两者相互作用的紫外-可见吸收光谱

Fig.5 UV-Vis spectra of CCT， CT-DNA and their interaction

图6 不同量CCT与CT-DNA作用的紫外-可见吸收光谱，以及260 nm处CCCT与吸光度的线性关系（内嵌图）

Fig.6 UV-Vis spectra of the interaction between different amounts of CCT and CT-DNA， and linear relationship between CCCT and absorbance at 260 nm （inside image）

图7 CCT、CT-DNA及两者作用的荧光光谱

Fig.7 Fluorescence spectra of CCT， CT-DNA and their interaction

图8 不同量CCT与CT-DNA作用的荧光光谱

Fig.8 Fluorescence spectra of different amounts of CCT interacting with CT-DNA

图9 不同温度下CCCT与F0/F的线性关系

Fig.9 Linear relationship between CCCT and F0/F at different temperatures

表4 三种温度下CT-DNA对CCT的猝灭常数（KSV）、速率常数（Kq）、结合常数（Ka）和结合位点数（n）的变化

Table 4 Changes in quenching constant （KSV）， rate constants （Kq）， binding constant （Ka） and binding sites （n） of CT-DNA on CCT at three different temperatures

Temperature/℃	K_SV/（L·mol^-1）	K_q/（L·mol^-1·s^-1）	K_a/（L·mol^-1）	n
25	1.15×10⁵	1.15×10¹³	1.10×10⁵	1.02
30	1.00×10⁵	1.00×10¹³	1.00×10⁵	1.16
35	8.31×10⁴	8.31×10¹²	5.16×10⁴	1.32

表5 三种温度下CCT与DNA相互作用的热力学参数

Table 5 Thermodynamic parameters of CCT DNA interaction at three different temperatures

Temperature/K	ΔH/（kJ·mol^-1）	ΔS/（kJ·mol^-1·K^-1）	ΔG/（kJ·mol^-1）
298	-57.95	-0.097	-29.04
303			-28.56
308			-28.07

图10 分子对接的三维空间相互作用图

Fig. 10 Three dimensional spatial interaction diagram of molecular docking

图11 分子对接的表面示意图

Fig.11 Surface schematic diagram of molecular docking

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