指甲花醌(Lawsone)的化学反应性质理论预测

为分析指甲花醌(Lawsone)分子的化学反应性质,分别在B3LYP/6-31+G(d,p)和B3LYP/6-311++G(2d,3p)水平上,进行了其分子结构优化,并以导体连续极化模型(CPCM)作为溶剂化模型,计算了在气相和水溶液中其电离能、分子的硬度和亲电性、收敛的福井函数及总能量等单点反应性指数性质,以确定和区分在不同反应状态下反应性能的变化。结果表明,气相和溶剂化状态下,C11和C16位原子均易发生亲电反应,且C16原子的亲电性最强,可与汗迹中的氨基酸优先发生反应,通过复杂机制产生检测指纹的橙红色荧光物质,用于微量氨基酸的检测。文中采用的两种基组和福井函数值均能够较准确地预测该分子反应性质变化的趋势,其中较大的基组B3LYP/6-311++G(2d,3p)的结果,更能显著区分不同位置反应性能的差别。     

ω-芋螺毒素的定量构效关系与虚拟筛选

ω-芋螺毒素属于海洋生物活性多肽,由24-31个氨基酸残基组成.特异性作用于电压敏感的钙离子通道(VGCCs),能够直接开发成药物或作为先导化合物进行新药开发.本文应用新型氨基酸残基结构描述符cscales和遗传偏最小二乘算法,对ω-芋螺毒素进行定量构效关系(QSAR)研究,并设计、构建了容量为2244个化合物的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂虚拟组合多肽库,然后分别采用QSAR模型预测和相似性搜索方法对组合多肽库进行了虚拟筛选.研究结果表明,建立的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂QSAR模型均具有较好的预测能力,交叉验证相关系数(CV-r2)均大于0.89.主成分分析和聚类分析结果表明,虚拟组合多肽库中化合物具有较好的结构多样性和差异性.通过虚拟筛选,得到了具有高预测活性的6个N-型和19个P/Q-型钙离子通道拮抗剂,为进一步的合成和活性评价奠定了理论基础.同时,本文建立的多肽QSAR预测模型和虚拟筛选策略,为其它多肽类化合物的定量构效关系研究和虚拟筛选提供了参考.     

西加毒素(CTX)的电子结构及构效关系研究

应用MNDO方法对CTX衍生物进行了量子化学计算 ,得到了它们的电子结构信息.根据构象分析研究了它们的空间结构.推测出它们的活性部位 ,探讨了与受体结合时的作用方式 ,讨论了结构 -活性关系 ,解释了活性差异的原因.研究结果表明该类化合物的D、E、F环和A环及其支链等部位的不饱和键对活性有重要影响     

2,6-二氯-4-乙酰基苯基磷酸的合成

制备了酸性磷酸酶检测底物2，6-二氯-4-乙酰基苯基磷酸酯（DCAP-P）。以2，6-二氯苯酚为原料，经酰化反应、AlCl3催化F-C重排、碱化成盐、磷酯化、水解等5步反应，制备了DCAP-P，并对F-C重排、磷酯化条件进行了改进。     

分子旋光度的密度泛函计算及Soman绝对构型确定

手性化合物绝对构型的确定一直是有机化学特别是手性药物合成研究过程中经常遇到的问题之一. 利用密度泛函DFT/B3LYP量子化学计算方法, 通过计算两种已知旋光度分子的旋光度, 确认计算条件和验证计算结果的可靠性, 并将此方法应用于Soman旋光度的计算. 结合文献报道的Soman分子实验旋光度测定结果, 首次采用理论计算方法确定了梭曼(Soman)分子四个异构体的绝对构型, 分别为P(R),C(S)-Soman→P(＋)C(＋), P(R),C(R)-Soman→P(＋)C(－), P(S),C(S)-Soman→P(－)C(＋), P(S),C(R)-Soman→P(－)C(－).     

基于概念密度泛函理论磷酸酯类反应性物质毒性预测

磷酸酯类反应性物质是乙酰胆碱酯酶不可逆抑制剂。本文应用概念密度泛函理论(CDFT),采用四组条件(B3LYP/6-311++G(2d, 3p)/gas,B3LYP/6-311++G(2d, 3p)/CPCM/water,MP2/6-311++G(2d, 3p)/gas,MP2/6-311++ G(2d, 3p)/CPCM/water),对20多个磷酸酯反应性物质进行反应性描述指数计算,包括分子的化学势μ,绝对硬度η、亲电性指数ω、分子的前线轨道能量等分子整体描述参数,以及原子福井函数、自然键轨道(NBO)电荷、Wiberg键级、NBO键级等分子局域描述参数。通过对反应性描述指数以及定量构性关系(QSPR)方程预测结果的比较分析,得出结论：大多数化合物亲电进攻的反应中心发生在磷原子上;磷酸酯类化合物侧链乙胺基叔氮的质子化,将显著增强反应中心磷原子的亲电进攻能力;B3LYP/6-311++G(2d, 3p)/gas为最合理的计算条件;应用反应性描述指数建立的QSPR模型明显优于常规的2D-QSPR模型,能够用于乙酰胆碱酯酶不可逆抑制剂的精确毒性预测。     

α2A肾上腺素受体的同源模建及与Yohimbine的对接研究

通过对比多个与α2A-肾上腺素受体同属G-蛋白偶联受体的视紫红质蛋白序列,选择以相似性最大的牛视紫红质蛋白为模板,同源模建了α2A-肾上腺素受体的跨膜结构,并在结构中找到了体积为0.090 nm3,已被报导的活性残基包围的活性位点.运用分子力学与动力学方法研究了此结构突变前后与抑制剂Yohimbine的对接情况,得到了与文献报道相吻合的结果.同时对接研究结果发现,在α2A-肾上腺素受体的结合位点周围的一个由色氨酸和两个苯丙氨酸组成的局部疏水区对抑制剂有稳定作用,并且天冬氨酸113作为氢键受体也对稳定抑制剂有重要作用.     

某些海生毒素(TTX、STX)对钠离子通道的作用研究

研究了河豚毒素（TTX）和石房蛤毒素（STX）及其衍生物的电子结构和分子构型．结果表明TTX中的胍基和半缩醛内酯环以及STX中的两个胍基均形成具有一个碳正电中心的两个高极性平面构型，三角形三个顶点的氮和氧原子分别带有大量负电荷．TTX和STX具有相似的电子结构和空间结构．对于TTX和STX及其衍生物的作用机理以及分子构型与毒性之间的关系也进行了讨论．     

液晶材料4-[2-（反-4-丙基环己基）]乙基氟苯的全合成研究

主要对向列型液晶材料4-[2-(反-4-丙基环己基)]乙基氟苯的全合成进行研究，设计和改进了合成反应的反应条件，提高了收率．最后一步酮基的还原成次甲基采用与乙二硫醇缩合后用Raney镍在无水乙醇条件下进行氢化还原和Wolff-Kishner黄鸣龙还原反应两种方法，都获得了高纯度的目标化合物。同时，通过使用DFT量子化学从头计算和实验的验证，解释了Wolff-Kishner-黄鸣龙还原反应在合成化合物1过程中产生副产物10(1-三缩乙二醇取代-4-反式-4'-丙基取代环己烷乙基苯)的原因．通过改进反应条件，将文献报道的一锅一步反应改成一锅两步反应，成功地合成了目标化合物，降低了生产的成本，产品气相色谱纯度达到98％以上，质量完全符合实际的使用要求。     

河豚毒素(TTX)及其衍生物的电子结构和构效关系及与石房蛤毒素(STX)的比较研究

对河豚毒素(TTX)及其五个衍生物进行了量子化学计算, 根据对其电子结构及相关分析研究结果, 结合其空间结构特点, 讨论了它们的活性部位、作用方式及构效关系, 发现胍基是最重要的正电中心,在与受体作用时发挥接受电子的重要作用; O(17), O(18), O(15),O(21), O(19)等氧原子是供电子的主要负电部位。对TTX与石房蛤毒素(STX)进行了电子结构和空间结构比较, 发现它们具有相似的电子结构特征, 而且主要活性部位在空间位置上基本相互对应。这表明钠离子通道阻断剂在与受体相互作用时具有共同的结构特征和作用方式, 同时也为探讨受体结构提供了有价值的信息。