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。     

3-取代4-氧-3H-咪唑并[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-8-羧酸衍生物抗肿瘤活性的定量构效关系研究

目的:研究3-取代4-氧-3H-咪唑并[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-8-羧酸衍生物分子结构与抗肿瘤活性的关系.方法:采用量子化学和分子力学方法计算分子结构参数,利用Cram-Schmidt正交化法筛选参数,利用偏最小二乘法建立QsAR模型.结果:建立合理的3-取代-4.氧-3H-咪唑并[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-8-羧酸衍生物抗肿瘤活性模型.结论:3-取代-4-氧-3H-咪唑并[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-8-羧酸衍生物抗肿瘤活性与分子油水分配系数LogP和8位取代基R1上的非氢原子净电荷Q1相关,研究结果可为同类抗肿瘤药物的分子设计提供参考.     

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.     

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。     

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.     

1,1-二苯基乙烯衍生物抗雌激素活性与结构相关性研究

应用半经验量子化学AMl法得到了19种1，1-二苯基乙烯衍生物的优势构象，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1，1-二苯基乙烯衍生物的抗雌激素活性相关联。结果表明：1，1-二苯基乙烯衍生物的抗雌激素活性与扩展的引力指数、17号氢原子的净电荷及24号氧原子和17号氢原子之间库仑力的相关性较好，成功地建立了19种1，1-二苯基乙烯衍生物的构效关系式。     

3,4-次甲二氧桂皮酰胺化合物定量构效关系的量子化学研究

采用Gaussian98程序量子化学从头算法对9种3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物进行了量子化计算。并对计算得到的轨道能量、轨道组成、电荷密度、净电荷等性质进行了分析，将它们与实验得到的生物活性参数做了相关曲线，并对某些参量进行了线性回归，得到了回归方程。计算结果表明3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物的抗惊生物活性与分子的近前沿分子轨道LUMO( 3)能级和轨道组成存在一定的相关性。我们预测这类药物分子在与受体作用时，可能与受体之间发生电子转移，形成电子转移配合物，从而发挥药效。羰基和烯键部位应为此类化合物的活性部位。     

17α取代雌二醇与雌激素受体结合活性的定量构效关系研究

应用分子力学法MM+和半经验量子化学AM1法几何全优化得到29个17α取代雌二醇衍生物的优势构象,再利用量子化学法和分子图形学技术获得相应优势构象的电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析研究17α取代雌二醇衍生物与雌激素受体结合活性(relative binding affinities)的定量构效关系.结果表明17α取代雌二醇衍生物与雌激素受体结合活性和分子键合能(BE)、17号碳原子的净电荷(Q)及7号和8号碳原子间键长的相关性较好,成功地建立了29个17α取代雌二醇衍生物的构效关系式,所建回归方程的复相关系数R2及去一法交互检验相关系数Rcv2分别为0.890和0.712.     

N-[(Z)-2-氰基亚胺-1，3-噻唑-3-基]-4-溴苯甲酰胺的合成、晶体结构及量子化学计算

含噻唑(噻唑烷)杂环的化合物具有广谱的抑菌、杀虫,抗癌、抗肿瘤等活性,因此设计合成含噻唑(噻唑烷)杂环的新化合物成为当今药物设计合成的热点。鉴于此,本研究以(Z)-2-氰基亚胺-1,3-噻唑烷和4-溴苯甲酰氯为原料,在丙酮和三乙胺体系中合成了标题化合物,采用IR、1H NMR分析方法对其进行了表征。并采用x射线衍射(XRD)测定了其晶体结构,为单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数：a=16.579(3)(A),b=5.6471(11)(A),c=13.611(3)(A);α=90°,β=112.91(3)°,γ=90°,Z=4,Mr=310.17,Dc=1.755 Mg/m3,F(000)=616,μ=3.67mm-1,R1=0.037,ωR2=0.108。接着采用量子化学理论,在DFT-B3LYP/6-311G(d,p)基组下计算了该化合物的优化结构参数、电荷分布、分子总能量及前线轨道能量,为标题化合物的深入研究提供了理论依据。     

中位-四[二-(3,4-羧甲氧基)苯基]卟啉及其结合Re=O的初步研究

用密度泛函理论的B3LYP法,将中位-四[二-(3,4-羧甲氧基)苯基]卟啉及结合Re=O分子的几何构型优化,初步理论研究其前沿轨道和能量等。证明,与单独的卟吩环相比,T_(3,4)CPP的卟吩环平面性良好,环上的结构参数变化很小;Re=O与T_(3,4)CPP卟吩环的结合能明显大于与T_(3,4)CPP侧链羧基的结合能,且前者所形成配合物的稳定性显然高于后者,说明T_(3,4)CPP与~(188)Re=O结合的位点应在卟吩环上,而不在侧链羧基上。T_(3,4)CPP卟吩环结合Re=O而形成配合物的结构参数,与Vicente等Zn-卟啉衍生物的测定值相近。在卟吩环上配位时,T_(3,4)CPP卟吩环上的电荷重新分布,卟吩环碳原子的电子向4个氮原子转移:配位后,卟吩环的几何构型略收缩(0.14 A-0.19 A)和马鞍形扭转(5.7°)。     

Structural requirements of 3-carboxyl-4(1H)-quinolones as potential antimalarials from 2D and 3D QSAR analysis

Malaria is a fatal tropical and subtropical disease caused by the protozoal species Plasmodium. Many commonly available antimalarial drugs and therapies are becoming ineffective because of the emergence of multidrug resistant Plasmodium falciparum, which drives the need for the development of new antimalarial drugs. Recently, a series of 3-carboxyl-4(1H)-quinolone analogs, derived from the famous compound endochin, were reported as promising candidates for orally efficacious antimalarials. In this study, to analyze the structure–activity relationships (SAR) of these quinolones and investigate the structural requirements for antimalarial activity, the 2D multiple linear regressions (MLR) method and 3D comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA) methods are employed to evolve different QSAR models. All these models give satisfactory results with highly accurate fitting and strong external predictive abilities for chemicals not used in model development. Furthermore, the contour maps from 3D models can provide an intuitive understanding of the key structure features responsible for the antimalarial activities. In conclusion, we summarize the detailed position-specific structural requirements of these derivatives accordingly. All these results are helpful for the rational design of new compounds with higher antimalarial bioactivities.     

对乙硼烷分子中“氢桥键”的重新认识

为了弄清B_2H_6分子中氢桥键的本质,应用MP2/6-31++G(D,P)方法,分析并对比了C_2H_4,C_2H_6~(2+),B_2H_4~(2-)和B_2H_6四个分子的电子结构。结果显示,在某种程度上,B_2H_6分子中的氢桥键可以看成一个双中心双电子的离域π键(或者叫定域π键)电子云吸附2个带正电的质子构成。这种多中心多电子的离域键电子云吸附质子的现象被进一步推广到含有环形离域键的B_3H_5和B_4H_6分子中,并且得到了验证。本文得出的结论对正确理解氢桥键的本质有一定的促进作用。     

支持向量机用于胍类化合物Na/H交换抑制活性的模式识别

将Vapnik提出的支持向量机（support vector machine,简称SVM)算法用于化合物活性的模式识别研究。SVM算法是特别适合于用有限已知样本训练建模，进而预报未知样本属性的模式识别新算法，将其用于N－（3－氧－3，4－双氢－2氢－苯并[1,4]恶嗪－6－羟基）胍类化合物的Na/H交换抑制活性类别的识别研究，用留一法考察了SVM模型的预报能力，并与Fisher判别矢量法和最近邻（KNN）法的分类预报结果进行比较，结果表明：SVM算法的预报结果优于Fisher法和KNN法的结果，因此，SVM算法可望应用于药物的构效关系研究领域。     

C22 BxNy(x+y=2)全部异构体和分子离子芳香性的研究

用拓扑共振能(TRE)和百分拓扑共振能(%TRE)方法,研究从富勒烯C24(D6)产生异质富勒烯C22N2,C22B2和C22BN的所有异构体,研究阳离子和阴离子的芳香性.分析C22BxNy中杂原子取代位置和稳定性之间的关系.结果,中性状态和阳离子状态中,各异构体的TRE都为负数具有反芳香性.但它们的高价阴离子的TRE都为正数则有芳香性.中性状态中,稳定性顺序为:C22N2(1-19)>C22BN(39-64)>C24>C22B2(20-38).形成闭壳层结构时稳定性顺序为:C22B8-2(20-38>C6-24>C22BN6-(39-64)>C22N4-2(1-19).无论在中性状态还是闭壳层结构,当N原子取代C2类碳原子,B原子取代C1类碳原子时最稳定.理论上,预测C22BxNy的高价阴离子有合成的可能性.     

冠丙四肽与前周期碱土和碱金属离子结合作用的初步理论研究

借助于密度泛函理论的B3LYP方法,以冠丙四肽为模型基础,对锂、钠、钾、铍、镁、钙等金属离子与该冠丙四肽的结合形式进行了几何构型优化、能量计算、Mulliken布局数分析等理论研究。结果表明:冠丙四肽的构型在与金属离子结合前后几乎没有改变,结合过程中电子由冠肽移向金属离子,锂离子与冠型环丙四肽的结合作用并不明显优于钾离子和钠离子,碱金属离子的最佳结合位距冠丙四肽中心的距离依次为0.225 nm、0.250 nm和0.300 nm;铍离子与冠型环丙四肽的结合作用明显优于镁离子和钙离子,碱土金属离子的最佳结合位距冠丙四肽中心的距离依次为0.000 nm、0.150 nm和0.225nm。     

(E)-N-(4-氨基正丁基)-3-(3-羟基-4-甲氧基-苯基)丙烯酰胺顺反构象异构化的理论研究

在HF/6-31G(d)水平上寻找(E)-N-(4-氨基正丁基)-3-(3-羟基-4-甲氧基-苯基)丙烯酰胺的顺反构象异构化的过渡态,计算得到了顺反异构化的势垒,揭示其在常温下反式和顺式异构体可迅速转化,但顺式异构体占绝大部分。在B3LYP/6-311 G(2d,p)水平上用GIAO方法计算两种异构体的~1H和~(13)C NMR的化学位移,通过对理论计算值与实验值的统计分析,显示顺式构象的计算值与实验值较为接近,实验结果证实了理论推断的正确性。