密度泛函论1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液的结构和性质

离子液以其独特的性质广受关注,被誉为"绿色设计者溶剂",人们对其潜在的利用价值做了大量的研究.本文采用半经验PM3法和密度泛函(DFT)方法相结合,计算研究1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])离子液的分子结构及其氢键作用.经PM3法预优化和在B3LYP/6-31G(d)水平上再优化得到离子对的最稳定结构,通过自然键轨道(NBO)分析阴阳离子间的电荷分布,经振动频率和强度分析得理论红外谱图.结果发现:[EMIM][BF4]离子液阴阳离子间有电荷转移,咪唑环上靠近阴离子的C-H键伸缩振动频率发生红移,且振动强度加强,阴阳离子间存在着弱氢键的作用.     

用量子化学研究3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性的构效关系

目的:研究3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性的构效关系。方法:用量子化学从头算法,在HF/6-31g基组上计算分子结构参数,利用逐步回归分析法建立定量构效关系模型。结果:成功建立此类化合物抗肿瘤活性的构效关系模型。结论:3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性与吲哆环上的负电荷及取代苄基δ位的电荷数相关,此类化合物与相应酶作用中,可作为电子受体提供空轨道参与反应,活性作用部位在吲哚杂环上。     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系研究

应用分子力学方法MM 和半经验量子化学AM1法得到了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的优势构象，再利用量子化学算法和分子图形学技术获得电子结构参数和几何结构参数，采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP)，将这些参数和4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明，4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子范德华体积(V)、分子最高占用轨道能(EHOMO)及9号碳原子的净电荷(Q)的相关性较好，成功地建立了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明，A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O18)及B环上的7号、8号碳原子和6号氮原子可能是与受体作用时的活性位点。     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系的研究

应用分子力学方法MM,和半经验量子化学AM1法,获得22种4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物的优势构象,再利用量子化学算法和分子图形学技术,获得电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP),将这些参数和衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明,衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子最高占用轨道能(E_(HOMO))、16号碳原子的净电荷(Q)及5号碳原子和6号氮原子间键长的相关性较好,成功地建立了22种衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明,A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O_(1(?)))及B环上的6号氮原子和7号碳原子可能是与受体作用时的活性位点。     

MeO-CBS不对称催化还原苯乙酮的量子化学计算

在RHF/3-21G水平和基组上得到四氢-1-甲氧基-3,3-二苯基-1H,3H-吡咯并[1,2-c][1,3,2]吡唑硼啉(MeO-CBS)催化还原苯乙酮反应过程中,各主要中间体和过渡态的优化结构参数和热化学数据,在此基础上预测反应产物的e.e.%值.在相同水平和基组上与四氢-1-甲基-3,3-二苯基-1H,3H-吡咯并[1,2-c][1,3,2]毗唑硼啉(Me-CBS)的相关计算结果相比较,可以看出:两种催化剂条件下,主要中间体及过渡态的主要结构参数相似,遵循类似的催化机理;四氢-1-甲氧基-3,3-二苯基-1H,3H-吡咯并[1,2-c][1,3,2]吡唑硼啉在反应条件下具有更高的对映选择性.     

苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(BTDO)及其硝基衍生物爆轰性能的量子化学研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*的基础上,全优化计算了苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物及其硝基衍生物的几何构型,包括其与5-硝基取代物,7-硝基取代物和5.7-二硝基取代物,分别用(1),(2),(3),(4)表示。通过PM6方法计算出物质的生成热,并研究了热力学参数和温度的关系式。用Monto-Carlo方法,基于0.001 e.born-3等电子密度面包围的空间求得分子平均摩尔体积和理论密度,用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度和生成热计算各物质的爆热,爆速和爆压。结果表明:苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物上的苯环发生硝基取代后,5位取代比7位取代的C-NO2更容易发生断键,5,7-二硝基苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物的生成热和爆轰性能最好,其值接近于环三亚甲基三硝胺(RDX)。4种物质的生成热的大小顺序是(4)(2)(1)(3),说明5位硝基取代后能有效地增大物质的生成热。爆轰性能的大小顺序是(4)(2)(3)(1),说明硝基基团能有效地增大物质的爆轰性能,且对苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物来说,5位取代的效果要比7位取代好。     

有机分子结构与在离子液体中无限稀释活度系数间的定量关系

应用半经验分子轨道能AM1法计算烷烃、芳烃、醇类、氯代甲烷等34种有机非极性和极性化合物的量化参数,分别采用多元线件回归、BP神经嗍络建立了描述有机化合物分子结构与在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([BMIM][CF3SO3])中无限稀释活度系数γ∞i间的定量结构.性质关系(QSPR)模型,并利用模型对预测集分子进行了预测.2种方法的预测结果都表明QSPR模型能很好地关联和顶测各种溶质在[BMIM][CF3SO3]中的γ∞i.在预测能力相差不大的情况下,通过前者建立的QSPR模型更具优势.研究结果有可能会为针对具体不同的反应或分离过程等实现有效的离了液体设计提供理论依据.     

3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物除草活性与结构关系的研究

应用半经验量子化学AM1法获得18种3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物的优势构象,再用AM1法和分子图形学技术获得其电子结构参数和几何结构参数,然后采用多元线性回归分析(MLR)和人工神经网络误差反传算法(BP)将这些参数和化合物对油菜的抑制活性相关联.MLR和BP建模的复相关系数(R2)、去一法(LOO)交互检验复相关系数(R2cv)分别为0.840,0.743和0.889,0.733,表明所建市的QSAR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明,苯环上应尽量避免大体积取代基的引入,在2号位引入的取代基可稍大些;在苯环2、4、6位引入供电子基团、3位引入吸电子基团可提高化合物的除草活性,所建模型可为哒嗪类除草剂的设计合成提供理论指导.     

6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧基衍生物抗菌活性的QSAR研究

为设计合成生物活性更高的喹诺酮类化合物,计算了可能会影响6-氟-4-氧-1.4二氧喹啉-3-羧基衍生物抗菌活性的最高占据轨道能级、最低空轨道能级、摩尔折射率、疏水参数等24个结构和量子化学参数,采用偏最小二乘、穷举回归和混沌遗传神经网络法对化合物的抗菌活性进行了定量结构活性关系(QSAR)研究,进而讨论了这些参数对抗菌活性的影响.结果表明:当该类化合物的生成热和极化率较大,最高占据轨道能、分子表面积、水合能和标准吉布斯自由能较小时对提高化合物抗菌活性有利.该QSAR的结果可为实验工作者合成新药提供理论参考.     

离子液体四氟硼酸1-甲基-3-正丁基-咪唑盐的合成及应用

目的:建立离子液体四氟硼酸1-甲基-3-正丁基-咪唑盐的合成方法。方法:采用两步合成法,先用N-甲基咪唑和溴代正丁烷合成溴化1-甲基-3-正丁基-咪唑盐,再用四氟硼氨进行取代反应。结果:经二氯甲烷萃取,活性炭吸附,中性氧化铝净化,50~60℃下真空干燥3小时可得浅黄色液体[bmim]BF4。结论:本方法利用N-甲基咪唑、溴代正丁烷与四氟硼氨能合成离子液体四氟硼酸1-甲基-3-正丁基-咪唑盐,并对其应用范围进行了探讨。     

非核苷类逆转录酶抑制剂抗HIV活性与其分子结构的关系

目的：研究非核苷类逆转录酶抑制剂的电子结构与其抑制HIV病毒活性的关系。方法：应用分子力学MM 方法,半经验量子化学MNDO法计算了24个奈韦拉平(nevirapine)类似物的优势构象和电子结构,讨论这类药物的电子结构与其抑制HIV病毒活性的关系。结果：得到其抑制HIV活性与电子结构的定量构效关系方程：pIC50=6．101—53．669Q4 15．980Q7 0．259TA。结果还表明：这类药物抑制HIV病毒活性与药物分子4号位和7号位上的净电荷Q4和Q7有关,分子结构上的4号与7号位是药物作用的活性中心,而分子的扭转角则让分子活性中心处于更适合于与分子结合的位置上,从而产生抑制HIV的活性。结论：所得到的定量构效关系能预测该类化合物的活性,分子中的7号位N和4号位C原子是药物分子的活性中心。     

光系统II抑制剂三维定量构效关系模型

光系统Ⅱ （ Ｐ ＳⅡ） 抑制剂通过抑制光合作用系统Ⅱ的电子传递使杂草因光合作用中断而死亡。本文选择不同骨架结构的 Ｐ ＳⅡ抑制剂, 由限定性构象搜索方法确定了重叠规则, 采用比较分子场分析方法进行了三维定量构效关系研究, 得出了具有较强预测能力的构效关系模型。     

苯甲酸衍生物对兔子主动脉造粒系统的QSAR研究

应用分子力学方法MM 和半经验量子化学PM3法得到了32种苯甲酸衍生物的优势构象,利用量子化学算法和分子图形学技术获得电子结构、几何结构和拓扑结构参数,并将这些参数与苯甲酸衍生物在兔子主动脉造粒系统中的生理活性的大小相关联。结果表明:苯甲酸衍生物在兔子主动脉造粒系统中的生理活性大小与改进的分子连接性指数1J、第20号碳原子电荷Q和分子激化率P的关系密切。一下建立了32种苯甲酸衍生物的构效关系式。     

应用量化参数研究d4T核苷酸类似物的结构与抗HIV-1活性的相关性

应用MM 分子力学法、量子化学AM1法计算了20个d4T核苷酸类似物的优势构象和电子结构,并用逐步回归分析方法寻找其量化指数与抗HIV(艾滋病)活性的关系。结果表明:1)d4T核苷酸类似物的油水分配系数LogP与活性参数间呈较好的抛物线关系,LogP处于0．95-2．45区间是d4T核苷酸类似物具有良好抗HIV活性的重要条件。2)建立了量化指数与活性之间的定量模型,取得了良好的结果,其模型相关系数为R=0．948;继以留一法(Leave-one-out,LOO)进行交互检验,复相关系数为R2C(?)=0．771,说明定量相关模型具有良好的稳定性和预测能力。     

真蛸胺类杀虫剂药效团模型的确定

用比较分子场分析方法（ＣｏＭＦＡ）研究了２１种真蛸胺类杀虫剂的三维定量构效关系，确定了药效团模型，得到了具有较好预测能力的ＣｏＭＦＡ模型。研究表明，苯环与支链Ｎ原子及它们间的距离对于这些化合物的活性有重要影响，而且立体与静电场对其药效均起作用。     

三维原子场全息作用矢量用于HETP类抗艾滋病类药物活性定量构效关系研究

定量构效关系为药物设计和筛选提供相对简便途径并受到广泛重视。为更好模拟药物结构与活性间相关性,尝试采用本实验室新近提出三维原子场全息作用矢量,基于三种经典原子间静电、立体和疏水即非键作用方式,不借助任何实验参数对35个HETP类抗艾滋病药物进行定量活性构效关系。模型估计和交互校验复相关系数和标准偏筹分别为R_(cu)~2=0．882、Q_(?)~2 =0．812与RMSEE=0．43。模型具良好稳定性和预测力,表明此矢量在分子结构表征和生物活性预测的适应性。