DFT法研究取代酚对黑头呆鱼的急毒性

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究酚类化合物的急毒性具有重要意义。运用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G^**水平下,全优化计算25种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、前线轨道能级差(AE=EHOMOˉ尻_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（g）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物对黑头呆鱼急毒性值(-1g LC₅₀),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R²_CV),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.976,0.974和0.940,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。表明:取代酚对黑头呆鱼急毒性与分子体积、最负非氢原子的静电荷及分子总能量的相关性密切。     

取代酚对日本长腿蛙蝌蚪急性毒性的QSAR研究

用Hartree-Fock(HF)和DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6.311G**水平下,全优化计算了21种取代酚化合物.从中获得分予最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、前线轨道能级差(△E＝EHOMO-ELUMO)、分子总能量(ET)、氧原了所带的最高正电荷(QH+)、最负原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符.结合文献中标题化合物对日本长腿蛙蝌蚪的毒性值(-logLC50)和辛醇/水分配系数(logKow),由线性同归方法成功建立包含10gKow、ELUMO和Q-的三参数QSAR模型.其中,模型(5)的复相关系数R2=0.944 8,交叉验证系数Q2=0.920 5,标准偏差SE=0.187,Fisher检验值F=98.390,故其预测能力较好.由此推断,标题物对日本长腿蛙蝌蚪的毒性作用分为2步,首先穿过细胞壁在细胞内富集,以logKow和Q-描述;其次与亲核试剂发生亲电反应,以风ELUMO表示.     

取代酚类化合物LC_(50)的QSAR模型建立与分析

基于定量结构.活性(QSAR)研究取代酚类化合物的急毒性具有重要意义。采用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G~(**)水平下,全优化计算21种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_(HOMO)和E_(LUMO))、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_(NHOMO)和E_(NLUMO))、分子总能量(E_T)、氢原子所带的最高正电荷(q_H~+)、最负非氢原子的静电荷(q~-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符。结合文献中标题化合物对梨形四膜虫的毒性值(-lg LC_(50))和疏水性系数(10g Kow),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数(R~2),去一法(LOO)交替检验复相关系数(R_(cv)~2),外部预测样本复相关系数(R_(ext)~2)分别为0.924,0.922和0.830,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。由此推断,标题物对梨形四膜虫的毒性作用分为两步,首先穿过细胞壁在细胞内富集,以log Kow描述;其次与亲核试剂发生亲电反应,以点E_(NLUMO)表示。     

飞蓬属11种黄酮类化合物抗氧化活性的理论评价

采用Wright等提出的组合的密度泛函理论方法,计算了短葶飞蓬中11种黄酮类化合物的O-H解离焓(O-H BDE)和电离势(IP),以此为理论指标评价了这些化合物的抗氧化活性.计算得11种黄酮类化合物的最低O-HBDE值,均低于或相近于单酚的O-H BDE值(361.12 kJ/mol).发现8,9,7,1,3,4号化合物在非极性溶剂中清除自由基活性较强;11,9,1,3,6号化合物在极性溶剂中清除自由基活性较强;得出9,1,3号化合物无论在极性和非极性溶剂中,均具有较强的清除自由基活性,特别是9号化合物(灯盏花乙素).     

4种甘草黄酮类化合物抗氧化活性的密度泛函理论研究

甘草中的4种黄酮类化合物甘草素、异甘草素、甘草苷、异甘草苷具有抗氧化、抗肿瘤、抗HIV等生物活性,具有潜在的药用价值。本文采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法在6-311G（d,p）基组水平上对甘草中的4种黄酮类化合物甘草素、异甘草素、甘草苷、异甘草苷进行了优化计算,从4个分子的几何结构、氢原子的NBO电荷、羟基解离能、HOMO、LUMO、ΔE_LUMO-HOMO等方面分析了4种甘草黄酮类化合物清除自由基的机理。结果表明,4种甘草黄酮类化合物的抗氧化能力大小为异甘草素≧异甘草苷>>甘草素≧甘草苷。C₇位的酚羟基为最大可能活性位点,容易发生抽氢反应,C_4’位酚羟基也具有一定的活性,可以增加分子本身的抗氧化活性。C₇位上酚羟基的解离能越小、羟基氢原子带正电荷越大、HOMO能级相对越高、ΔE_LUMO-HOMO越小分子的抗氧化活性越高。2、3位C=C双键可以增大分子的共轭体系,从而增大分子的抗氧化活性;糖苷的取代,增加了HOMO、LUMO轨道能级,但是分子失去了4’位酚羟基,所以从整体上降低了分子的抗氧化活性。     

活性炭酚羟基和羧基对二苯并噻吩吸附作用的分子模拟研究

采用密度泛函理论计算酚羟基、羧基和二苯并噻吩的结构以及酚羟基和羧基吸附二苯并噻吩后的结构;用分子内原子理论计算酚羟基和羧基吸附二苯并噻吩后体系的电荷密度及其拉普拉斯值;用自然键轨道理论计算酚羟基与二苯并噻吩之间的电荷转移。结果表明:酚羟基与二苯并噻吩之间形成了O-H…π芳香氢键,其结合能为7.97 kJ·mol~(-1);成键路径为从酚羟基的H_(34)开始,指向二苯并噻吩的C_1=C_2;酚羟基与二苯并噻吩形成芳香氢键的原因是其反键轨道σ_(O33-H34)~*与二苯并噻吩的π体系π_(C1=C2)存在交互作用;约有5.29×10~(-22) C的电荷从二苯并噻吩的C_1=C_2转移至酚羟基的σ_(O33-H34)~*;羧基未与二苯并噻吩形成氢键。增加活性炭表面酚羟基含量,将有利于提高活性炭对DBT的吸附容量。     

用DFT研究取代芳烃对大型蚤的急毒性

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G**水平,全优化计算24种取代芳烃化合物.从中获得分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、前线轨道能级差(ΔE=EHOMO-ELUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO)、分子总能量(Er)、氢原子所带的最高正电荷(QH+)、最负非氢原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V).文献中的辛醇/水分配系数(log Kow),按取代基类型分类和标题化合物研究大型蚤急性毒性(-lgEC50)的定量构效关系(QSAR).结果表明,前线轨道能级和疏水性均对取代芳烃毒性作用有重要贡献.没有卤素或硝基的芳烃对大型蚤的毒性作用主要以与生物分子发生电子转移等化学反应为主,含有卤素或硝基的芳烃的毒性作用还与疏水性有关.对24种标题物作多元线性回归,所得模型(-lgEC50=8.243+0.293 log Kow+8.180 ΔE-25.457 ENLUMO+14.180 ENHOMO,n=24,R=0.955,q2=0.898,SE=0.143,F=79.408,P=0.000)具有较高的毒性预测作用.     

DFT法研究取代芳烃对发光菌的急毒性

用DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6-311G**水平下,全优化计算了24种卤苯、苯酚和苯胺衍生物.从中获得分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO)、分子总能量(ET)、氢原子所带的最高正电荷(QH+)、最负原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符.结合文献标题物对发光菌的毒性值(-lgEC50),由多元线性回归方法获得令人满意的QSAR模型,复相关系数R2和交叉验证系数Q2分别为0.9604和0.8946.模型结果显示:ELUMO越小,即最低空轨道能量越低,分子越易接受电子与亲核试剂发生反应,化合物对发光菌的毒性越大;分子的体积越大,μ越小,化合物毒性越大.     

密度泛函理论和从头计算法研究环戊二烯衍生物气态酸度及其取代基效应

用B3LYP／6-311G(2df,p)／／B3LYP／631 G*和MP2／6-311G(d,p)／／B3LYP／6-31 G*方法准确地预测了9个系列的环戊二烯衍生物(R=CN,CF3,CHO,C283,F,SiH3,H,CH3,OH,NH2)的C-H键的酸度。环戊二烯衍生物气态酸度的范围从284.9 kcal／mol (化合物5a)到357.24kcal／mol(化合物7j),分析取代基的电性、数量以及位置的影响得到了9个QSAR方程。这些数据有助于我们设计以及合成一些有机酸,并有助于深刻理解相关反应中环戊二烯衍生物的性质。     

8-羟基喹啉衍生物密度泛函理论的研究

运用量子化学中的密度泛函理论(TD-DFT)法,在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,理论计算两种新型的8-羟基喹啉衍生物,5-[(4-E-苯乙烯基)-苯甲亚胺基]-8-羟基喹啉(1)和5-[(4-溴-2-氟)苯甲亚胺基]-8-羟基喹啉(2).探讨化合物(1)和(2)的几何构型、电子结构、前线分子轨道和电子光谱性质.结果表明由于引入取代基使体系的HOMO与LUMO之间的能隙降低,增强了与金属铝配位的能力;电子吸收光谱与实验数据基本吻合.     

己烷雌酚衍生物定量构效关系的研究

应用分子力学方法MM 和半经验量子化学AM1法几何全优化得到20个己烷雌酚衍生物的优势构象,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,采用多元逐步回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP)研究衍生物与雌激素受体相对亲和力的QSAR.结果表明:分子最低空轨道能、7号碳原子和10号碳原子间键长有利于提高亲和力;而引入大体积取代基对化合物亲和力的提高不利,建立了20个己烷雌酚衍生物的构效关系式,所建方程的相关系数及去一法交互检验复相关系数分别为0.963和0.880.     

球形映照方法用于三唑类抗真菌药物活性类别的预报

在进行分子力学和量子化学计算的基础上,采用球形映照（SLM）方法对三唑类衍生物进行了构效关系的研究,建立了三唑类衍生物抗真菌活性类别预报的数学模型,其留一法交叉检验（LOOCV）的预报正确率为88．2％。将该结果与主成分分析（PCA）,Fisher,最近邻（KNN）的预报结果进行比较,所得SLM的预报正确率高于PCA,Fisher,KNN的结果。因此,SLM方法有望成为研究药物构效关系的有用工具。     

木犀草素清除自由基活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的方法,分别从静态和动态两大方面分析了黄酮类化合物木犀草素分子不同酚羟基清除自由基活性的大小。分别从该化合物的结构参数、酚羟基(O-H)解离能、半醌式自由基电子的自旋密度分布、前线轨道相关性质分析了其性质与分子活性位的关系,深入解析了木犀草素分子上不同酚羟基清除·OH的反应历程,在UB3LYP/6-311G(d,p)水平下,优化得到了该分子C5、C7位酚羟基与·OH发生抽氢反应的过渡态结构。结果表明,C4’位O-H BDE最小,自旋密度分布最为均匀,·OH可以无需克服能垒直接夺取该位酚羟基H生成自由基和水,该位酚羟基最易失去H,抗氧化活性最大,C5位酚羟基与·OH发生抽氢反应所需要克服的能垒最大,该位酚羟基活性最小。     

大黄素衍生物抗肿瘤活性的神经网络模型

目的:建立大黄素衍生物抗肿瘤活性的神经网络模型。方法:采用量子化学的AM1算法,计算了12个大黄素衍生物分子的结构参数,并用逐步回归分析,筛选结构参数。结果:利用筛选后的结构参数,建立大黄素衍生物抗肿瘤活性的神经网络模型。结论:抽一法交叉预报结果表明,本文建立的大黄素衍生物抗肿瘤活性的神经网络模型,预报结果可靠,具有一定的应用价值。     

DFT法研究取代芳烃结构与毒性的定量关系

应用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-311G~(**)水平上全优化计算38个取代芳烃的量子化学参数,结合辛醇/水分配系数研究取代芳烃化合物对发光菌毒性的定量构效关系(QSAR)。对训练集样本经逐步多元回归分析(SMR)后,所建QSAR方程的复关系数R~2及去一法交互检验复相关系数Q_(LOO)~2分别为0.920和0.896,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(ext)~2和外部预测集交互检验Q_(ext)~2分别为0.870和0.849。模型结果显示:辛醇/水分配系数愈大,即分子疏水性愈强,化合物对发光菌的毒性愈大;取代基的吸电子能力愈强,化合物毒性愈大;前沿轨道能级差愈小,化合物毒性愈大。     

△^3—1,2,4—噻二唑类化合物的量子化学及构效关系研究

△＾３１,２,５－噻二唑类化合物具有抑制黄瓜霜霉病毒的杀菌活性。本文用半经验ＰＭ３方法对２５个经合物进行了量子化学计算并依据原子的净电荷、前沿轨道能级、轨道主要成分及原子在前沿轨道中所占比重等计算结果和多重回归分析讨论了该类化合物的活性部位,主该类化俣物结构与活性的研究奠定了理论基础。     

黄酮类化合物PIM-1激酶抑制活性的构效关系研究

为建立黄酮类化合物的PIM-1激酶抑制活性与其物化性质间的QSAR模型,本研究采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G**基组上全优化计算17个作为PIM-1激酶抑制剂的黄酮类化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些量子化参数作为理论描述符,逐步回归得到预测黄酮类化...     

二烷氧基喹唑啉类PDGFR抑制剂的定量构效关系及分子设计

用量子化学密度泛函、分子力学及统计方法,对二烷氧基喹唑啉衍生物进行定量构效关系(QSAR)研究.由计算所得的化合物分子的几何结构、电子结构参数和分子性质为广义描述符(变量),通过逐步回归分析,筛选出主要因素,建立QSAR方程.结果表明化合物的偶极距(μ),A环C1和C3原子的净电荷(QC1和QC3)以及取代基R7的立体参数(MR7)是影响化合物抑制活性的主要因素.方程的拟合相关系数(r2)和交叉验证系数(q2)分别为0.874和0.8093,表明方程具有良好的预测能力,可用于预测未知化合物的活性.基于此QSAR方程,设计了4个具有较高抑制活性的新的化合物并有待实验的验证.     

硝基芳烃对黑头呆鱼毒性的DFT研究

对35种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。据所得量子化学参数和标题化合物的辛醇/水分配系数(IgK_OW)建立硝基芳烃对黑头呆鱼毒性(-IgLC₅₀)的QSAR模型,采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交互检验复相关系数(R²_cv),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.975,0.970和0.904,故所建立QSAR模型的稳定性和预测能力良好。结果表明:硝基芳烃化合物的毒性主要由分子最低空轨道能(E_LUMO)、硝基静电荷(Q_NO2)、氢原子所带的最高正电荷（Q_H⁺）及辛醇/水分配系数决定。苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小,强吸电子基如硝基会使化合物毒性增强,且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代;相反,给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低。总之,硝基是这类化合物致毒的主要基团,将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径。     

腰果酚聚氧乙烯醚在壬烷-水体系的分子动力学研究

为探讨非离子型表面活性剂的分子结构对于水-油界面的影响,为新型驱油用表面活性剂的研发和应用提供理论指导,在壬烷-水体系中利用分子动力学的方法研究了腰果酚聚氧乙烯醚(CPE)的界面性能,考察了亲水基、亲油基以及两基团相对位置对于界面性能的影响。研究结果表明,对于500水分子和60壬烷分子组成的"油-水-油"体系,界面活性随腰果酚聚氧乙烯醚浓度的增高不断增加,当体系加入两个腰果酚聚氧乙烯醚分子时,单个分子表现最高的界面活性。随着亲水基EO数由10增至20,相互作用能和氢键数目先增后减,在亲水基EO数为18时达到峰值。随着亲油基不饱和度由0增至4,相互作用能和氢键数目先增后减,在不饱和度为1时出现峰值。相对位置与亲油基链长度相结合才能产生明显影响。