虾青素全合成及选择性环氧化的量子化学计算研究

虾青素(astaxanthin)又名虾黄质、龙虾壳色素,是一种类胡萝卜素。在自然界,虾青素具有最强的抗氧化性,有很大的应用价值。目前虾青素合成国内外有几条路线,本文根据虾青素国内合成工艺对虾青素中间产物进行路线的优化,并对关键步骤α-紫罗兰酮选择性环氧化进行量子化学计算研究。     

应用量子化学反应性指数评估化合物的亲核能力

评估化合物的亲核性能,对于设计化学反应的条件、研究反应机理、探讨药物与受体或酶作用靶点提供量子化学反应性参数,具有重要意义。本文在概念密度泛函理论的基础上,以得失电子前后化学势的变化,评估分子的反应性指数;用福井函数值,计算分子中各原子的反应性指数。选择脂肪胺、氨基酸和芳香胺三类胺及常用阴离子为研究对象,采用Gaussian软件分别对化合物分子及其失电子态进行结构优化和单点能计算。结果显示,建立的化学势变化值作为反应性指数的评估方法,与实验值基本吻合;所研究的几种有机分子的福井函数值与实际亲核能力基本一致。这表明可以采用得失电子前后的化学势变化值和福井函数值来预测分子和原子的亲核反应性。     

应用量子化学反应性指数研究频哪醇重排反应

1,2-二醇类化合物的频哪醇重排反应是经典的化学重排反应。无环的或环状的1,2-二醇类化合物在质子酸或路易斯酸的作用下会重排发生取代基的1,2-迁移,其产物往往伴随不同基团的迁移而生。但是,主产物取决于二羟基相连接的碳原子上取代基的空间架构和性质。本文采用净亲电指数(Multiphilic index)和Wiberg键级等量子化学反应性指数来定量描述1,2-二醇类化合物的频哪醇重排反应机理,并依此作为预测频哪醇反应主产物的依据。     

小檗碱C(9)位硫辛酸酯类化合物的设计合成及量子化学计算研究

现代医学研究证实,小檗碱具有显著的降糖活性和临床安全性。目前,临床应用的降糖药物能够有效控制血糖,但使用不方便,副作用的问题难以避免,且对胰岛素分泌不足、胰岛素抵抗等问题研究少之甚少。本文以小檗碱为先导化合物,对其C(9)位进行结构修饰,并在相应的位点引入具有抗氧化作用的硫辛酸,合成了小檗碱C(9)位硫辛酸酯及其类似物,希望能够得到一种具有双功能双位点的新型降糖药物,达到修复和改善胰岛功能的目的。中间体9-O-取代基类BBR的合成是反应中关键一步,通过量子化学计算比较了三种试剂1,2-二溴乙烷、2-溴乙醇、环氧乙烷的亲电反应能力,为后续中间体的合成工艺提供初步理论依据。     

化学势变化率对催眠药类化合物QSAR影响

为了改善定量构效关系研究中的相关性系数,更加精确地预测有关化合物的活性,我们引入化学势变化率作为量子化学反应性指数参与了QSAR计算。本文通过苯并二氮杂齛类化合物催眠性能的定量构效关系研究,发现引入了化学势变化率作为量子化学反应性指数后,QSAR相关性有所提高,大多数化合物的计算值与实验数据的误差减少。研究结果表明,在进行QSAR计算时,引入化学势变化率有助于提高苯并二氮杂齛类化合物催眠活性的预测能力。本研究基于这样一个假设:生物体内药物分子的化学势变化也将按比例地反映在生理反应或生物活性的变化中。为此,我们通过苯并二氮杂齛类化合物的定量构效关系研究进行了初步验证。