O câncer representa um grande desafio de saúde pública, por se tratar de um grupo heterogêneo classificado em diferentes tipos, seu tratamento eficaz é um desafio, tornando-se importante o desenvolvimento de agentes antineoplásicos mais eficazes e seguros. Nesse contexto, numerosos estudos vêm sendo conduzidos para controlar a progressão tumoral como a realização de técnicas de hibridização e modificações moleculares em grupos farmacóforo, contribuindo para geração de novos análogos estruturais com maior potencial farmacológico e menores efeitos colaterais. O presente estudo avaliou o potencial anticâncer de moléculas sintéticas híbridas de tiazolil-hidrazona sintetizados a partir da β-lapachona com atividade anticâncer avaliadas in-vitro denominados TZH1, TZH2, TZH3, TZH4 e TZH5, por meio de uma abordagem computacional integrada in-silico , com objetivo de sugerir modificações estruturais capazes de otimizar suas propriedades farmacológicas possibilitando assim a geração de novas estruturas moleculares apartir do planejamento racional de novos candidatos a fármacos antineoplásicos. As estruturas foram submetidas à análise conformacional e à otimização geométrica por cálculos baseados na teoria do funcional da densidade, utilizando o funcional B3LYP e o conjunto de base 6-311G. Foram determinados descritores eletrônicos, como as energias HOMO e LUMO, gap energético, dureza, maciez, eletronegatividade e índice de eletrofilicidade, além dos mapas de potencial eletrostático molecular. As propriedades físico-químicas, farmacocinéticas e toxicológicas foram estimadas pelas plataformas pkCSM e SwissADME. O docking molecular foi realizado com a topoisomerase I humana com código 1T8I obtida no banco de dados Protein Data Bank - PDB, apresentando-se em sua estrutura a camptotecina como ligante, o protocolo foi validado por redocking, obtendo-se RMSD de 0,6963 Å. Os cálculos de DFT demonstraram que o TZH3 apresentou maior estabilidade eletrônica, com gap HOMO–LUMO de 3,200 eV e maior dureza global, enquanto o TZH5 apresentou maior reatividade, com gap de 2,930 eV e maior índice de eletrofilicidade. Os mapas de potencial eletrostático evidenciaram regiões eletronegativas próximas aos heteroátomos, potencialmente envolvidas no reconhecimento molecular. Na avaliação ADME, TZH1, TZH2 e TZH4 apresentaram maior absorção intestinal e permeabilidade Caco-2, enquanto TZH3 e TZH5 demonstraram melhor solubilidade aquosa. O TZH3 apresentou o perfil metabólico mais favorável, pois apresentou atividade inibitória das isoformas do CYP450 avaliadas. Todos os derivados foram preditos como não mutagênicos pelo teste de Ames, embora tenham sido identificados alertas de hepatotoxicidade e inibição de hERG II para alguns compostos. No docking molecular, TZH4 e TZH3 apresentaram as energias de ligação mais favoráveis, correspondentes a −11,59 e −11,51 kcal/mol, respectivamente, em comparação com −7,14 kcal/mol para a camptotecina, Apesar da TZH4 apresentar a menor energia, a TZH3 demonstrou o melhor equilíbrio entre estabilidade eletrônica, solubilidade, perfil metabólico e interações com resíduos da topoisomerase I e nucleotídeos do DNA. Conclui-se que TZH3 e TZH4 são estruturas mais promissoras para o planejamento racional de novos candidatos antineoplásicos tendo em vistas seus perfis demonstrado no estudo.