新型呋喃α-丁烯内酯类化合物的设计、合成及其生物活性研究

近年来,新烟碱杀虫剂的广泛使用不但导致害虫对其抗性逐渐增强,而且其对蜜蜂的毒性影响也越来越受到关注,因此设计合成生态友好型的新烟碱杀虫剂替代品显得迫在眉睫.实验室前期以低蜂毒杀虫剂氟吡呋喃酮的丁烯内酯为骨架,基于骨架相似性搜索发现,新型呋喃α-丁烯内酯骨架具有一定杀蚜活性.基于烟碱乙酰胆碱受体蛋白特征融合经验方法,设计并合成了一系列新型呋喃α-丁烯内酯类化合物.在500μg/m L浓度下对目标化合物进行大豆蚜和桃蚜的杀虫活性测试,结果表明该系列化合物对大豆蚜和桃蚜均表现一定的致死活性,其中(E)-3-((5-(3-氯苯基)呋喃-2-基)亚甲基)-5-甲基呋喃-2(3H)-酮(7bh)和(E)-3-((5-乙基呋喃-2-基)亚甲基)-5-(对甲苯基)呋喃-2(3H)-酮(7ch)对大豆蚜和桃蚜的致死率均达到70%以上,并且7bh对大豆蚜(LC₅₀=70.83μg/mL)和桃蚜(LC₅₀=71.96μg/mL)的杀虫活性与吡蚜酮在同一个数量级.意外发现该类化合物在50μg/m L浓度下对水稻纹枯病菌也表现出一定的离体抑菌活性.分子对接研究推测可能...     

天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮与5-羟基-3-异戊烯基黄酮的全合成

以2,4,6-三羟基苯乙酮和2,6-二羟基苯乙酮为原料, 分别通过甲基保护酚羟基、 苯甲酰氯酰化、 Bake-Venkataraman重排、 异戊烯基化、 酸催化关环及EtSLi脱去甲基等6步反应, 以高收率完成了天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮(1a, 收率80.6%)和5-羟基-3-异戊烯基黄酮(1b, 收率84.9%)的全合成, 所有化合物均经 ¹H NMR 和 ¹³C NMR表征确定. 通过密度泛函理论方法对目标产物(1a和1b)的生物活性进行了预测. 结果表明, 3位异戊烯基侧链的存在能大大增强化合物相应的生物活性, 而且是化合物生物活性增强必需的取代基. 另外, 目标产物1a的生物活性高于产物1b, 归因于黄酮类化合物分子中A环上的7-OH属增效基团, 起到增强生物活性的作用, 化合物1a分子中A环上有7-OH, 而化合物1b分子中则无该基团. 本合成方法对其它3-烃基黄酮类天然化合物的合成具有潜在的适用性, 所预测的生物活性结果为3-烃基黄酮类化合物的构效关系研究奠定了基础.     

顺式新烟碱类衍生物的三维定量构效关系研究

采用比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)对34个顺式新烟碱类衍生物的杀虫活性进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究.构建的CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数rc2v分别为0.877和0.862,非交叉验证系数r2分别为0.970和0.961,表明建立的3D-QSAR模型具有较好的统计相关性和预测能力.一系列的研究结果指出:立体场、静电场和氢键受体场是描述顺式新烟碱类衍生物的化学结构与杀虫活性关系的重要参数;在咪唑啉环的3,4位不宜引入较大的取代基,提高咪唑啉环的电负性或增强硝基一个端氧的氢键受体特征有利于提高顺式新烟碱类衍生物的杀虫活性.     

金属富氮化合物N3MN3(M=Be, Mg, Ca)的量子化学研究

使用密度泛函理论，在B3LYP／6—311＋G^＊水平上，对金属富氮化合物N3MN3（M=Be，Mg，Ca）的两种几何结构进行了理论计算，并对得到的几何结构做了振动频率分析．结果表明，所有几何结构的振动频率都是正的，没有虚频存在，说明这类金属富氮化合物是热力学稳定的，当嵌入金属离子后，M—N之间开始表现出显著的离子性特征，由线形N3某团组成的N3MN3比由三角形N3某团组成的N3MN3更稳定．     

结构化学课程建设的探索与实践

从教学内容、教学方法、考核机制等方面总结了结构化学课程建设的探索与尝试,讨论了提高教学效果的可能途径。     

具有除草活性的大环内酯类衍生物的定量构效关系

研究了一系列结构新颖的具有除草活性的大环内酯衍生物的定量构效关系(QSAR). 构建的比较分子力场分析(CoMFA)、比较分子近似指数分析(CoMSIA)和全息定量构效关系(HQSAR)分子模型的交叉验证系数r2cv均大于0.5, 非交叉验证系数r2都超过0.8, 表明获取的QSAR模型具有可信的预测能力. 对CoMFA、CoMSIA模型的三维(3D)等势图分析, 发现除了立体场和静电场外, 疏水场和氢键受体场也是影响大环内酯类化合物除草活性的重要因素. 构建的HQSAR模型的原子贡献图提示的结构改造信息与三维QSAR的结果基本一致. 利用CoMFA、CoMSIA模型提供的信息,对目前已合成的活性最高化合物B1-3进行分子结构改造, 预测结果发现部分化合物可能具有更好的除草活性.     

新型异烟酸类蚜虫报警信息素类似物的设计、合成及生物活性

以蚜虫报警信息素[(E)-β-farnesene,EBF]为先导,通过活性亚结构拼接和生物电子等排原理,设计合成了一系列结构新颖的异烟酸类EBF类似物.以香叶醇为原料,经4步反应制得20个目标化合物(19个未见文献报道),其结构经~1H NMR,~(13)C NMR,IR及HRMS确证.初步生物活性测定结果表明,所有化合物对桃蚜有驱避活性和杀死活性,其中化合物7d,8f和8n表现出较好的桃蚜驱避活性,对桃蚜的驱避率分别为62.6%,62.0%和61.0%;化合物8a,8b和8d对桃蚜的致死率分别为73.6%,81.1%和70.2%.初步构效关系分析发现,酯基的引入对桃蚜的驱避活性有利;酰胺基的引入对杀蚜活性有利;N烷基取代的链长及支链数量影响驱避活性.     

8-羟基喹啉铍及其衍生物电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法和abinitioHF单激发组态相互作用(CIS)法分别优化了有机金属配合物8-羟基喹啉铍(BeQ₂)及其3种衍生物分子的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了分子结构、前线分子轨道特征和能级分布规律以探索电子跃迁机理.应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算分子的电子光谱,揭示了BeQ₂及其衍生物的发光源于配体中π→π^*电子跃迁,指出通过配体修饰可以有效地影响配合物前线分子轨道分布,调整发光波段,并有效提高电荷转移量.     

基于昆虫气味结合蛋白的新型酰基哌啶类化合物的构效关系

利用Sybyl7.3软件对29个具有驱避活性的新型酰基哌啶类化合物与气味结合蛋白AgamOBP1的结合模式进行研究,发现二者之间的结合以疏水作用和水桥作用为主. 其中酰基哌啶类化合物末端的疏水片段可与AgamOBP1结合腔内狭长的疏水通道产生相互作用. 同时,其关键药效基团——酰基氧可通过HOH153与AgamOBP1中的关键残基Trp114和Gly92或Cys95形成多重氢键作用. 利用比较分子力场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）构建了新型酰基哌啶类化合物的三维定量构效关系（3D-QSAR）模型,其交叉验证系数r_cv²分别为0.650和0.587. 研究表明,在CoMSIA模型中,疏水场、静电场和立体场组合所得的三维构效关系模型最佳,其中尤以疏水场对这类酰基哌啶类化合物的驱避活性最为重要. 基于AgamOBP1靶标结合口袋特征和酰基哌啶类化合物的3D-QSAR模型得出具有驱避活性的酰基哌啶类化合物的构效关系如下：在酰基C上引入一定碳链长度的疏水基团可使化合物表现出驱避活性,其中又以含9~10个C的化合物的驱避活性最佳,这与AgamOBP1结合口袋的疏水性质密不可分;当酰基端碳链长度一定时,在哌啶环上不宜引入立体效应过大的取代基,这是由AgamOBP1结合口袋的大小决定的;与哌啶N相连的酰基作为氢键受体基团,对于化合物识别与结合AgamOBP1蛋白至关重要.     

A Novel Pharmacophore Model Derived from a Class of Capsid Protein Enterovirus 71 Inhibitors

Capsid protein enterovirus 71 (EV71) is one of the major viruses that cause the severe encephalitis and thus result in a high mortality in children less than 5 years of age.In an effort to discover new potent inhibitors against EV71,a novel three-dimensional pharmacophore model was developed on 24 inhibitors with different molecular structures and bioactivities.The best hypothesis (Hypo1) has a high predictive power and consists of four features,namely,one hydrophobic point (HY) and three hydrogen-bond acceptors (HA).Two key features of the best Hypo1,HY1 and HA3 match well with an important narrow hydrophobic canyon and with the surface of LYS274 in the target EV71 active site,respectively.The more versatile feature,HA1,is firstly found to be very influential on these compounds' bioactivities,which may interact with the other side of the active site in the EV71 receptor.The application of the model is successful in predicting the activities of 30 known EV71 inhibitors with a correlation coefficient of 0.831.Furthermore,Hypo1 demonstrates a superior screening capability for retrieving inhibitors from the database with a high enrichment factor of 70.This study provides some important clues in search for more potent inhibitors against EV71 infection.