Synthesis and Antitumor Activity of Benzophenone Thiosemicarbazone Derivatives

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240365

Chinese Journal of Applied Chemistry ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 693-700.DOI: 10.19894/j.issn.1000-0518.240365

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Synthesis and Antitumor Activity of Benzophenone Thiosemicarbazone Derivatives

Yi-Fei LIU, Yu-Xi LI, Jia-Xin MO, Lu YU, Shi-Yi YANG, Jiang-Li SONG()

School of Chemistry & Chemical Engineering，Lingnan Normal University，Zhanjiang 524048，China

Received:2024-11-14 Accepted:2025-03-05 Published:2025-05-01 Online:2025-06-05
Contact: Jiang-Li SONG
About author:jiangli_song@lingnan.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21502085);the Special Funds for Public Welfare Research and Capacity Building of Guangdong Province(2015A020211038)

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Abstract

Abstract:

In order to discover novel and highly active anti-tumor drug candidates， six benzophenone thiosemicarbazone compounds were designed and synthesized by introducing halogens to replace 3-hydroxyl and 3'-bromine in the 4，4'-position with 3-hydroxyl， 3'- bromobenzophenone thiosemicarbazone （KGP94） as the lead， and the antitumor activities of these compounds were studied. The structures of the target compounds were characterized by infrared spectroscopy， nuclear magnetic resonance and mass spectrometry， and the structure of the target compound Ⅲe was further confirmed by crystal test. Human breast cancer cells （MCF-7 and MDA-MB-231）， Prostate cancer cells （DU145） and human malignant melanoma cells （SK-mel-2） were selected as test cells， and the antitumor activity of the compounds in vitro was evaluated by Cell Counting Kit-8（CCK-8）. The results indicated that compounds containing chlorine and bromine substituents exhibited significant anti-tumor activity. Notably， 4，4'-dichlorobenzophenone thiosemicarbazone （Ⅲe） demonstrated superior anti-proliferative effects against MCF-7， MDA-MB-231， and SK-mel-2 cells with IC₅₀ values of 12.05， 11.14， and 13.11 μmol/L， respectively. Its activity was better than that of both positive control doxorubicin （DOX） and KGP94.The results of molecular docking show that compound Ⅲe can bind topoisomeraseⅡwell， which provides clues for the research of antitumor drugs.

Key words: Benzophenone, Thiosemicarbazone, Halogen, Antitumor activity

CLC Number:

O625.4

Yi-Fei LIU, Yu-Xi LI, Jia-Xin MO, Lu YU, Shi-Yi YANG, Jiang-Li SONG. Synthesis and Antitumor Activity of Benzophenone Thiosemicarbazone Derivatives[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2025, 42(5): 693-700.

Figures/Tables 7

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Parameter	Ⅲe	Parameter	Ⅲe
Empirical formula	C₁₄H₁₁C_l2N₃S	γ/（°）	90
Formula mass	324.22	V/nm³	1.542 8（3）
Crystal system	Monoclinic	Z	4
Space group	P 1 21/n 1	D_x/（g·cm^-3）	1.396
a/nm	0.893 28（9）	F（000）	664.0
b/nm	1.041 13（10）	Data/restraints/parameters	2 738/0/181
c/nm	1.690 98（19）	GOF	1.044
α/（°）	90	Final R indices ［I＞2sigma（I）］	R₁=0.048 1， wR₂=0.093 2
β/（°）	101.184（11）	R indices （all data）	R₁=0.079 0， wR₂=0.106 5

Parameter	Ⅲe	Parameter	Ⅲe
Empirical formula	C₁₄H₁₁C_l2N₃S	γ/（°）	90
Formula mass	324.22	V/nm³	1.542 8（3）
Crystal system	Monoclinic	Z	4
Space group	P 1 21/n 1	D_x/（g·cm^-3）	1.396
a/nm	0.893 28（9）	F（000）	664.0
b/nm	1.041 13（10）	Data/restraints/parameters	2 738/0/181
c/nm	1.690 98（19）	GOF	1.044
α/（°）	90	Final R indices ［I＞2sigma（I）］	R₁=0.048 1， wR₂=0.093 2
β/（°）	101.184（11）	R indices （all data）	R₁=0.079 0， wR₂=0.106 5

Bond	Bond distance/nm	Bond	Bond angle/（°）
C（4）—Cl（1）	1.730（3）	C（14）—N（2）—N（1）	120.6（2）
C（10）—Cl（2）	1.743（3）	C（13）—N（1）—N（2）	117.9（2）
C（13）—N（1）	1.290（3）	N（1）—C（13）—C（7）	123.1（2）
C（14）—S（1）	1.667（3）	N（1）—C（13）—C（1）	116.8（2）
C（14）—N（2）	1.350（3）	C（11）—C（10）—Cl（2）	119.6（2）
C（14）—N（3）	1.322（3）	C（9）—C（10）—Cl（2）	118.9（2）
N（1）—N（2）	1.374（3）	C（5）—C（4）—Cl（1）	119.7（3）
		C（3）—C（4）—Cl（1）	119.8（3）
		N（2）—C（14）—S（1）	119.4（2）
		N（3）—C（14）—S（1）	124.7（2）
		N（3）—C（14）—N（2）	115.9（2）

Bond	Bond distance/nm	Bond	Bond angle/（°）
C（4）—Cl（1）	1.730（3）	C（14）—N（2）—N（1）	120.6（2）
C（10）—Cl（2）	1.743（3）	C（13）—N（1）—N（2）	117.9（2）
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		N（3）—C（14）—S（1）	124.7（2）
		N（3）—C（14）—N（2）	115.9（2）

Compound	IC₅₀/（μmol·L^-1）
Compound	MCF-7	MDA-MB-231	SK-mel-2	DU145
Ⅲa	29.02	42.40	28.13	24.49
Ⅲb	20.77	23.69	＞50	＞50
Ⅲc	11.41	14.18	23.97	19.78
Ⅲd	＞50	N.D.	47.91	＞50
Ⅲe	12.05	11.14	13.11	14.57
Ⅲf	13.21	14.29	14.74	15.64
KGP94	15.87	＞40	＞40	0.3743
DOX	20.38	14.49	19.19	18.35

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