紫杉醚与αβ微管蛋白的分子对接

采用Insight II/Affinity对紫杉醚与αβ微管蛋白进行分子对接, 共得到10个对接构象. 应用密度泛函B3LYP/6-31G 方法计算对接口袋构象的结合能, 筛选出结合能达-190.53 kJ·mol-1的最优对接构象5. 通过构象分析建立紫杉醚与受体结合的作用模型, 结果表明, 在活性口袋的底部紫杉醚与受体间的作用主要是疏水作用, 而在活性口袋的顶部两者间主要是氢键作用. 氢键作用位置可分为A和B两个作用区, 其中A区有3个氢键, 由C13侧链分别与受体的ASP26和ARG369作用形成; B区也有3个氢键, 是由紫杉醚母环上的极性基团分别与受体的THR276、ARG278和GLN282作用产生的. 紫杉醚与αβ微管蛋白间形成的6个氢键可以有效地将紫杉醚固定在活性口袋中.     

紫杉醇的核磁共振谱及其分子几何构型的从头算研究

应用规范不变原子轨道GIAO法在HF/6-31G水平计算了MM3、PM3和HF/STO-3G三种最优分子构型下紫杉醇的δ1H-NMR和δ13C-NMR.对NMR化学位移计算值与实验值的对比和误差的统计和分析表明,采用HF/STO-3G优化的几何构型计算得到的化学位移误差最小,因此这一构型与实际分子最为接近.从理论构型得到4-OAc与3′-H的距离为0.2663nm,4-OAc与3′-Ph的距离为0.3104nm,4-OAc与2-OCOPh的距离为0.3707nm,支持了Williams等关于紫杉醇分子内存在NOE(nuclearoverhausereffect)效应及Velde等关于在极性溶剂中4-OAc与3′-Ph、2-OCOPh形成分子内疏水簇的观点.     

三苯基Corrole及其铜配合物的π-π堆积效应研究

Aggregation behavior of 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corrole (F₁₅TPC), 5,10,15,20-tetra(pentafluoroph-enyl)porphyrin (F₂₀TPP), and their copper complexes in DCM solution were investigated by using UV-Vis spectro-scopic method. F₂₀TPP and F₂₀TPPCu exhibited strong π-π stacking interactions in DCM, and the intermolecular dimerization constants turned out to be 1.82 × 10³ and 17.2 × 10³ L·mol^-1 respectively. However, extinction coefficients of F15TPC and F15TPCCu at soret band remained unchanged with increasing in their concentrations from 1.0 to 40.0 μmol·L^-1, indicating they remained monomeric in DCM solution. Based on DFT calculation and the π-π stacking geometries observed in crystal structures of metal octaethylcorrole complexes, destroy of π-π interactions in F₁₅TPC and F₁₅TPCCu may be understood by the electrostatic potential surfaces (EPS) features of the molecules and steric repulsions caused by the introducing of three phenyl at the meso- positions of corrole macrocycle.     

紫杉醇类似物C13侧链手性构型与活性关系的从头算研究

应用从头算RHF/STO-3G方法优化了四个紫杉醚异构体,在RHF/6-31G*水平进行单点计算,并计算了四个分子的静电势。分子立体构型表明:C13侧链上2 R构型的2-OH和3 S构型的3-NH均处于分子外侧,有利于与受体极性基团结合;2 S构型的2-OH和3 R构型的3-NH在分子的内侧,不利于与受体极性基团结合。静电势的结果表明,R构型的2-OH和S构型的3-NH可以产生相应的负电势区域。当C13侧链为天然构型(2 R,3 S)时,分子可能以双基结合的方式通过负静电势区域与受体作用,活性较高。     

2-丁基-四氢噻吩亚砜~(13)C-NMR的理论研究

在RHF/6-31G和B3LYP/6-31G水平上对顺式(Cis-)与反式(Trans-)2-丁基-四氢噻吩亚砜(BTHTO)进行几何优化,应用规范不变原子轨道法(GIAO)在6-31G、6-31+G、6-31++G和6-31+G(2d,p)水平上计算了Cis-和Trans-BTHTO的13C-NMR,对13C-NMR谱进行了归属。结果表明,BTHTO噻吩五元环的稳定构象呈半椅式,Cis-和Trans-BTHTO中与硫原子直接碳原子13C-NMR的显著差异主要是由于空间构型不同引起分子的静电势场对相应碳原子的屏蔽作用不同所致。     

紫杉醇的核磁共振谱及其分子几何构型的从头算研究

应用规范不变原子轨道GIAO法在HF/6 31G水平计算了MM3、PM3和HF/STO 3G三种最优分子构型下紫杉醇的δ 1H NMR和δ 13C NMR.对NMR化学位移计算值与实验值的对比和误差的统计和分析表明,采用HF/STO 3G优化的几何构型计算得到的化学位移误差最小，因此这一构型与实际分子最为接近.从理论构型得到4 OAc与3′ H的距离为0.266 3 nm，4 OAc与3′ Ph的距离为0.310 4 nm，4 OAc与2 OCOPh的距离为0.370 7nm，支持了Williams等关于紫杉醇分子内存在NOE (nuclear overhauser effect)效应及Velde等关于在极性溶剂中4 OAc与3′ Ph、2 OCOPh形成分子内疏水簇的观点.     

取代基对咔咯锰(V)-氧配合物Mn―O的成键影响

用密度泛函理论(DFT)方法对一系列A₃型咔咯锰(V)氧配合物进行了理论计算. 结果表明: 咔咯锰(V)-氧配合物中Mn―O键是由1 个σ键和2 个π键构成的叁键结构; 当咔咯中位取代基由推电子过渡到拉电子性质时, 咔咯骨架紧缩, Mn―O键缩短, 其拉曼光谱的伸缩振动峰往高波数移动; 取代基与氧原子的静电作用模式由正-负吸引转化为负-负排斥, 导致Mn―O键解离能ΔE减少, 即拉电子基团有利于增强咔咯锰(V)-氧配合物氧原子的活泼性.     

金属串配合物[MM′M″(dpa)4(Cl)2](M=Co,Ni;M′,M″=Co,Rh)电子输运的理论研究

采用密度泛函理论DFT/BP86方法研究金属串配合物[MM'M″(dpa)₄(Cl)₂] [MM'M″=CoCoCo(1), CoCoRh(2), CoRhRh(3), NiCoRh(4)] 的结构和电子输运性质. 结果表明, 配合物1, 2和4的最稳定自旋态均存在1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{3}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{1}\sigma^{*0}$); 但配合物3具有1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{4}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{2}\sigma^{*0}$)和2个$\pi_{3}^{5}$键($\pi^{4}\pi_{nb}^{4}\pi^{*2}$), 故Rh—Rh键和Co—Rh键较强; Rh的引入使M—M键增强, Ni的引入则使M—M键减弱, 键强次序为Rh—Rh>Co—Rh>Co—Co>Ni—Co. 配合物14的传输通道均含有π和σ型轨道. 正偏压下, 配合物2和3的电流大于配合物1和4的. 负偏压下, 配合物4中出现负微分电阻效应. 配合物3中形成传输通道的σ_nbα/β和π^*α/β轨道能级分裂明显, (MM'M″)⁶⁺对β自旋的π^*轨道的贡献(88%)比α自旋(74%)的大, 使β自旋的电子更易传输, 具有较好的自旋过滤效应(70%80%).     

亚碘酰苯低聚物的结构与振动光谱18O-同位素效应的理论研究

应用LDA-PWC方法对亚碘酰苯低聚物HO-(PhIO)n-H (n＝1～10)(链末端以羟基结束)共10个模型分子进行了理论研究. 计算结果表明PhIO分子链大致呈“T”形, I—O链的两个I—O键键长非常接近, 同时发现I—O链产生扭转, 整个亚碘酰苯低聚物呈螺旋状结构. 应用B3LYP法得到HO-(PhIO)6-H更为精确的亚碘酰苯低聚物稳定构型, 平均I—O键长为0.2089 nm, 标准偏差为0.0007 nm. 理论计算表明在600～400 cm－1段, PhI18O的吸收峰向低波数方向移动, 与实验观测结果一致. 振动模式分析发现该段吸收峰均涉及氧原子, 18O同位素效应将降低各振动峰值的频率. 峰值移动最大的吸收峰为591/566 cm－1 (16O/18O), 与之对应的理论计算值为590.409/557.788 cm－1 (16O/18O), 属于对称伸缩振动ν(I—O—I). 吸收峰(443/436 cm－1)对应的理论计算值为460.627/439.158 cm－1 (16O/18O), 归属于不对称伸缩振动ν(I—O—I).     

双噻吩基四硫富瓦烯富勒烯C60几何构型与电子结构的理论研究

利用半经验AM1法研究双噻吩基四硫富瓦烯富勒烯-C60(BTTTF-C60)和四硫富瓦烯-C60(TTF-C60)的几何构型、电子结构和前线轨道.计算结果显示,两化合物的TTF面发生弯曲,形成独特的空间构型,电子结构的分析表明其原因是由C60与TTF或BTTTF的相互作用引起的.C60的LUMO能与BTTTF的HOMO能接近,易发生D-A反应,形成BTTTF-C60.BTTTF-C60和TTF-C60的LUMO能仍较低.LUMO分布集中在C60部分, 表明BTTTF-C60的C60母体仍可接受电子.另外对两分子的电荷分布、 HOMO及LUMO的分析比较,表明所设计的BTTTF-C60分子可能产生与TTF-C60分子类似的电荷分离态.