喹诺酮药物的定量结构-活性关系

喹诺酮类抗菌素是一类重要的抗茵药物．本文对32个喹诺酮类分子进行了HF／6—31G＊水平的结构优化,在优化结构上获得了分子的表面静电势分布,并在此基础上对其统计导出的参数进行了计算,同时计算了反映三维信息的3D-Morse参数,其后,运用多元线性回归方法对喹诺酮分子抑制金黄色葡萄球菌DNA促旋酶（QR—gY—rase）活性、人类Ⅱ型拓扑异构酶（TOPO—Ⅱ）的抑制活性、以及二者抑制活性之差与分子的结构参数进行了关联．结果表明：分子静电势参数结合三维3D-Morse参数可以很好地用于喹诺酮类化合物抑制DNA促旋酶、TOP（3-Ⅱ活性与分子结构间的定量关系,并能有效地区分抑制两种酶的活性;同时结合3D-Morse参数的静电势参数被成功应用到定量结构-活性关系研究中．     

含氮杂环化合物理化性质和生物活性的QSPR/QSAR分析

在分子拓扑理论的基础上,计算了含氮杂环化合物的3类拓扑指数:分子连接性指数、形状指数和分子电性距离矢量.利用多元线性回归的方法建立了含氮杂环化合物的疏水性参数(lgP)和对淡水纤毛虫毒性(-lgc)的QSPR/QSAR(定量结构-性质/活性相关)模型,相关系数分别为0.998 1和0.980 6.模型经Jackknife法和逐一剔除法(LOO)交互检验证明具有良好的稳健性和预测能力,为了进一步提高相关系数0.980 6模型的相关性,以模型中的3个参数为人工神经网络输入层,设定3∶3∶1的网络结构,构建人工神经网络(BP)算法模型,相关系数R提升为0.993 3.该模型能很好地预测含氮杂环化合物的理化性质和生物活性.     

化合物膜水分配系数的QSPR研究和分子三维参数表征

利用多元线性回归和偏最小二乘分析方法,研究分子表面静电势参数,VolSurf参数与双十四酰基磷脂酰基胆碱(DMPC)-水分配系数之间的定量结构-性质关系(QSPR),均得到较好的结果.分子表面静电势参数分析表明化合物分子表面上负的静电势越分散,越倾向于分配在水相中;与水分子的作用越强,越有利于分配在水相中.此外,具有较大体积和偶极密度的分子倾向于分配在弱极性相中.VolSurf参数分析表明大体积的分子易于分配在DMPC中;分子表面亲水区域较大的分子则倾向于分配在水相中.两个方程中的重要参数之间有较高的相关性,且与DMPC-水分配系数相关性一致.     

3-(CHO/COF)-吲唑水助质子转移的反应机理

在密度泛函(DFT)B3LYP/6-311++G**理论水平上,全自由度优化气相和水相中3-(CHO/COF)-吲唑两种反应途径(Path A:分子内质子迁移;Path B:水助质子迁移)质子迁移的各异构体的几何构型,得其气相和水相中的几何结构和电子结构,并将PCM(极化连续介质模型)反应场溶剂模型用于水相计算.在气相和水相中,3-(CHO/COF)-吲唑的N1-H形式比N2-H形式稳定.进一步研究3-(CHO/COF)-吲唑质子迁移的反应机理.研究结果显示:不同的3C取代基对反应物、产物及过渡态的分子几何构型影响不大,但是不同构象的3C取代基对反应物、产物的几何结构和质子迁移的热力学参数有较大影响;溶剂化效应和氢键的形成对质子转移反应的热力学参数有很大影响;Path B所需的活化能较低,约为Path A途径的一半.     

神经网络法研究硝基含能化合物的撞击感度

为了研究硝基含能化合物的撞击感度与分子结构之间的关系,基于邻接矩阵和空间结构,计算了36个硝基含能化合物的分子连接性指数X和电性拓扑状态指数E,建立了这些分子的撞击感度(lg H50)与1X、2X、4X、5X、E13、E16和E28共7种分子结构参数的定量结构-性质相关性(QSPR)模型。将这7种分子结构参数作为神经网络法的输入神经元,采用7∶2∶1的神经网络结构,建立了预测精度较好的神经网络模型,总相关系数为0.975 5。利用该模型计算得到的撞击感度预测值与其实验值的相对平均误差为4.03%,优于多元回归模型的相对平均误差(9.57%)。预测值与实验值较吻合,表明硝基含能化合物的撞击感度与7种分子结构参数具有非线性关系。     

两类非甾类终止妊娠药物代谢影响因素理论化学研究

采用半经验AM1量子化学方法计算了两类非甾类终止妊娠化合物的物理化学参数,并用多元线性回归分析法对所研究化合物的代谢强度进行QSAR研究,得到了较好的结果.两个模型互相验证,结果一致,有较高的预测能力.根据所建立的模型,化合物较高的生成热以及主要代谢位置上的前沿电子密度均为代谢的不利因素,这可能与化合物体内代谢历程有关.     

A2A腺苷受体拮抗剂中间体与抗结剂合成方法研究

基于官能化的三唑并［4,5-d］嘧啶类拮抗剂对人体内A_2A腺苷受体拮抗作用的干预治疗,能有效缓解帕金森综合征的临床症状.该类拮抗剂可以提高多巴胺神经元对纹状体多巴胺的敏感度.重点研究了三唑并［4,5-d］嘧啶类拮抗剂合成所需的重要中间体4-氯-1H-［1,2,3］三唑并［d］嘧啶-6-胺的合成、表征及应用.并对该中间体进行活性拼接,制备了含呋喃基的三唑并［4,5-d］嘧啶类拮抗剂8.     

取代苯胺类化合物相对甜度的构效关系

将有机化合物分子中的非氢原子分为4类,将不同非氢原子自身及非氢原子之间的关系参数化构建出新的结构描述符,对部分取代苯胺类化合物分子结构进行参数化表达,采用逐步回归(SMR)和多元线性回归(MLR)方法构建化合物结构与相对甜度之间的关系模型.该模型的建模相关系数为0.852,"留一法"交互检验的相关系数为0.706,标准偏差为0.293,表明结构描述符能较好地表征化合物分子的结构特征.根据研究结果推测:取代苯胺类化合物苯环上取代基越多,相对甜度值越大,反之相对甜度值越小.     

基于VolSurf参数的化合物水溶性QSPR分析

利用分子的VolSurf参数预测化合物的水溶解度并阐明有利于水溶解度的主要分子结构特征.被测化合物包括185个共两大系列分子,使用偏最小二乘判别分析和多元线性回归方法在实验数据和分子特征之间建立相关性,均得到较好的结果.以70个化合物所建立的训练集模型对其余115个化合物有较好的预测能力.参数分析表明分子内较大的亲水区域对水溶解度有利;分子质心与疏水区、亲水区之间的不平衡性越高,水溶解度越大;分子量及体积大的分子对其水溶解度不利.     

组胺H4受体配体的3D-QSAR模型分析

组胺H4受体配体对于治疗哮喘、肿瘤、风湿性关节炎和瘙痒症等疾病具有一定作用.本文对一系列组胺H4受体配体进行了基于VolSurf参数的QSAR建模分析,得到了较好的结果(r2=0.86,q2=0.64),训练集模型对预测集具有良好的预测能力.参数分析表明分子体积与其活性成反比.具有适当的亲水性和较大的局部疏水体积的分子活性较高,分子内亲水区和疏水区具有合适的体积比也很关键,并且亲水区中心距离疏水区中心越远,分子的活性越高.氢键给体与受体的量对活性也有影响.分子平均极化率越高,配体的活性越低.     

苯砜基环烷酸酯类对发光菌急性毒性的构效关系

基于化学拓扑理论，计算了28种苯砜基环烷酸酯类化合物分子的Kier连接性指数（^m X ^v p）、Hall电性拓扑态指数（En）．通过最佳变量子集回归，建立了标题化合物对发光菌急性毒性（pEC50，pLC50）与^m X ^v p、E定量构效模型（QSAR）．其最佳二元数学模型的判定系数（R^2）分别为0．961，0．955．其计算值与实验值基本吻合，并经Jackknife的逐一剔除法检验，具有良好的稳健性与预测能力．     

用形状指数研究苯酚类化合物对大型蚤的急性毒性

基于分子拓扑理论，计算了18种取代苯酚的Kier分子形状拓扑指数（^mK）．利用最小二乘法建立了不同pH值下11种取代苯酚对大型蚤急性毒性（pIC50）的QSAR模型，其相关系数（R^2）依次为：0．963（pH=6．0），0．966（pH=7．8），0.846（pH=9．0）．这些模型的计算值与其实验值基本吻合．通过留一法检验及对其余7种取代苯酚类化合物的pIC50值进行预测，结果表明该模型具有良好的稳健性和预测能力．     

硝基芳烃对鼠伤寒沙门氏菌毒性的DFT研究

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G**水平下,全优化计算了20种硝基芳烃化合物,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、分子总能量(ET)、硝基净电荷(QNO2)、与硝基相连的苯环碳原子上的净电荷(QC-NO2)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V).结合硝基芳烃化合物对沙门氏菌的致变毒性数据(lgNR),由线性回归方法建立QSAR模型,其复相关系数R2=0.916.该模型的预测值与实验值基本吻合.进一步的分析表明,硝基芳烃化合物的毒性主要由ELUMO,QNO2和V决定.苯环上取代基的类型直接影响标题化合物的毒性大小,强吸电子基如硝基会降低ELUMO的大小,使化合物毒性增强;相反,给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低.     

乙酰胆碱酯酶抑制剂定量构效关系的比较分子场分析

乙酸胆碱酯酶抑制剂是治疗早老性痴呆病的主要药物，为了给合成提供一些理论依据，可以利用3D－QSAR中的CoMFA方法研究乙酰胆碱酯酶抑制剂定量构效关系。研究表明，从PLSA分析的rcv^2,r^2值看，模型有较强的预测能力；从立体与静电作用分数比看，立体因素占主要地位，对合成有一定的指导作用。     

定位拓扑指数与多氯联苯溶解度、分配系数的定量关系

通过定义并计算多氯联苯（PCBs）及其原子的特征值，采用分子图形学技术获得了定位拓扑指数和基团对应指数．基于多元回归方法构建了对PCBs溶解度和正辛醇／水分配系数进行估算的定量结构-活性相关关系，得到了二元回归方程，估算的平均误差分别为0．12和0．34．利用方程对另外7个PCBs分子的溶解度和正辛醇／水分配系数进行预测，预测值和实验值的一致性令人满意．     

取代硝基苯类化合物生物毒性的拓扑化学研究

在拓扑化学理论基础上,采用新型拓扑指数Tp1,Tp2和分子结构信息指示变量I对35个取代硝基苯类化合物的局部化学微环境进行了结构表征,并对其生物毒性进行了定量构效关系(QSAR)研究.实验结果表明,采用偏最小二乘回归法得到的拓扑模型相关系数R和标准偏差S分别为0.981 8和0.151 6,对35个取代硝基苯类化合物生物毒性实验值与计算值的相对平均误差仅为1.09%.留一检验法(LOO)交互检验测试结果显示,该模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

从头计算法研究反应中间体的静电势

本文应用量子化学从头计算法,计算了丙酮溴化反应中间体异丙醇正碳离子的静电势分布。根据计算结果,绘制了静电势的分布图。从图中等电势曲线到C_1~+和-CH_3甲基的三氢正电集团中心的电势梯度,说明反应进攻的位置,是和丙酮溴化反应机理的论述是一致的。