13位取代苦参碱衍生物抗癌活性的定量构效关系研究

采用密度泛函理论B3LYP方法计算了13个13位取代苦参碱衍生物的电子结构,研究了化合物结构与抑制人肝癌细胞HepG2抗癌活性的定量构效关系(QSAR).结果表明:(1)13位取代的苦参碱类衍生物的最低空轨道能ELUMO越低,最低空轨道与最高占据轨道的能隙ΔE越小,化合物抗癌活性越高;(2)分子的能量Etotal、面积S以及体积V越大,其极化度P越大,活性越大;(3)分子的油水分配系数logP越大,活性越大,即分子的疏水性增大活性增强.综合得到了显著性较好的QSAR方程:-lgIC50=97.008-11.759ΔE+818.602QC2-2.132×10-4Etotal,可用于预测该类衍生物抑制人肝癌细胞HepG2的活性并进行分子设计.     

喜树碱衍生物的合成研究进展

目前有不少关于对喜树碱分子结构改进和修饰的报道，许多高活性的喜树碱衍生物相继问世。其中，10-经基喜树碱、拓普替康、伊立替康以及9-氨基、9-硝基喜树碱、7-乙基-10-羟基喜树碱等在临床显示了广泛的抗癌活性。本文综述对喜树碱衍生物的一些最新合成进展。参考文献19篇。     

抗癌性吲哚喹唑啉衍生物的定量构效关系

用量子化学密度泛函理论(DFT)、分子力学(MM＋)及回归分析方法,对一系列抗癌性吲哚喹唑啉衍生物进行了定量构效关系(QSAR)的研究.通过回归分析,筛选了影响抗癌活性的主要因素,建立了定量构效关系方程.结果表明,化合物的最低未占据分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)之间的能量差(ΔεL-H)、分子的疏水性(lgP)以及环D上的总电荷(ΣQD)和环D上R1取代基的第一个原子的净电荷(QFR1)是影响化合物抗癌活性的主要因素.所得模型对化合物抗癌活性有较好的预测效果. 同时, 与ΔεL-H密切相关的LUMO轨道能量及共轭平面面积对药物的DNA-结合及其活性起着十分重要的作用,可通过选取具有较强的拉电子性质同时又能与本系列化合物的骨架形成更大共轭体系的取代基R1,设计抗癌活性较高的化合物.     

硝基芳烃对梨形四膜虫毒性的QSAR研究

用30种硝基芳烃化合物DFT-B3LYP/6-311G**全优化计算结构参数: 最高占有和最低未占分子轨道能级(E_HOMO和E_LUMO)、次最高占有和次最低未占分子轨道能级(E_NHOMO和E_NLUMO)、前线轨道能级差(ΔE＝E_LUMO－E_HOMO)、分子的总能量(E_T)、硝基和硝基碳上净电荷(Q_NO2和Q_C-NO2)、与卤素相连碳原子上的净电荷(Q_C-X)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V), 结合文献中的疏水性参数(log K_ow), 按取代基类型和数目分类进行其对梨形四膜虫急性毒性(－log IC₅₀)的定量构效关系(QSARs)研究. 结果表明, 前线轨道能级对硝基芳烃毒性作用有重要贡献, 硝基芳烃对梨形四膜虫的毒性作用主要以与生物分子发生电子转移等化学反应为主, 单硝基芳烃的毒性作用还与疏水性有关. 卤素的存在增加了硝基芳烃化合物的毒性, 卤素易被亲核取代. 对30种标题物作多元线性回归, 所得模型(－log IC₅₀＝18.037＋10.446Q_NO2－41.323ΔE－20.471E_NLUMO＋24.989E_NHOMO, n＝30, R＝0.962, SE＝0.185, F＝78.640, Sig.＝0.000)具有较高毒性预测作用.     

粗糙集理论研究C-10位取代青蒿素衍生物的构效关系

利用粗糙集（RS）理论研究了C-10位取代青蒿素衍生物的构效关系（SAR）．粗糙集理论是处理模糊、不确定知识的数学系统,具有很强的非线性,对生命作用过程中的非线性数据的挖掘,具有很广阔的应用前景．本文首先用量子化学方法得到C-10位取代青蒿素衍生物的量化参数,由量化参数和活性数据构成了粗糙集的信息表．通过粗糙集方法,得到属性集的核和约简,提取出相应的决策规则,分析药物的构效关系,得出了一系列有意义的结论．作为一种非线性系统,粗糙集方法能够提取出数据中特别的关系,与MLR,PCA和PLS等方法相比,具有非线性功能,与ANN等方法相比,其结果又具有明确的物理意义．本文的结果对氟喹诺酮药物作用过程和耐药机制研究及新药的开发均有一定的意义．     

基于DFT理论的呋喃环双酰肼类似物的QSAR和3D-QSAR研究

蜕皮激素是一类重要的昆虫生长调节剂,因其结构复杂、极性基团较多,在实际应用上遇到很大困难.自从第一个与天然蜕皮激素结构不同,同样具有蜕皮激素活性的双酰肼类化合物RH5849被报道,大量的二苯基双酰肼类化合物被合成.现有的蜕皮激素类拮抗剂的QSAR和3D-QSAR研究主要集中在二苯基模型和叔丁基团上.因此,借助计算机辅助分子设计技术设计一类结构多样的酰肼类化合物是很有意义的研究.而且,现有二苯基双酰肼的QSAR研究主要采用半径验参数,我们以前的研究表明基于DFT方法选用的量化参数和合理的生物活性构象将得到更好的QSAR和3D-QSAR模型.因此,本研究中我们基于DFT方法选取量化参数,优化分子构象用于含呋喃环双酰肼类化合物(无叔丁基团)的QSAR和3D-QSAR研究.采用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31g(d,p)基组下对本课题组合成的27个含呋喃环的双酰肼类化合物进行电子结构特征及QSAR研究,得到如下所示的回归模型(1):2O6.62363.70651.28760.0162(0.0710)(0.6447)(0.3703)(0.0072)EX F aμ=+(1)n=27,q2=0.61,spress=0.43,r2=0.72,s=0.37,F=19.34方程(1)表明,靠近呋喃环的羰基氧原子的静电效应对化合物的杀虫活性有重要影响,氧原子上的加权亲电电子密度越大,化合物的杀虫活性值增大.之前的研究发现,化合物的电子极化率(α)不但与摩尔折射率相关,也与化合物的疏水性有很大的相关性.因此,方程(1)中α的系数表明化合物与受体结合时应具有适当的立体效应和疏水效应.为了验证QSAR模型的质量,基于化合物的活性分布和结构特点,我们把27个化合物随机分成训练集22个化合物和测试集5个化合物.采用和方程(1)中相同的参数,得到新的方程(2):2O6.59163.92171.28370.0187(0.0867)(0.8166)(0.4206)(0.0086)EX F aμ=++(2)n=22,q2=0.53,spress=0.50,r2=0.69,s=0.41,F=13.33采用方程(2)建立的回归模型预测测试集中的5个化合物的活性,它们的预测活性与实验活性接近,表明方程(2)有较好的预测能力,同时也表明采用相同参数的方程(1)模型也有较好的预测能力.基于DFT方法优化得到的分子构象和ESP拟合电荷也用于3D-QSAR研究中.CoMFA结果显示,模型的交叉验证系数q2为0.639,最佳主成分数为2,立体场和静电场的贡献分别为46.8%和53.2%,用于非交叉验证的相关系数r2为0.819.用此模型预测了测试集中5个化合物的预测活性,与它们的实验活性值吻合较好,表明获得的CoMFA模型是可靠的,模型中静电场的贡献为主,与我们前面QSAR研究中的结论是一致的.同样也得到了不同场组合的CoMSIA模型,基于不同场的相对贡献,选定EHA组合为最佳模型,其交叉验证系数q2为0.625,最佳主成分数为3,非交叉验证的相关系数为0.893.此模型同样预测了测试集中5个化合物的预测活性,与它们的实验活性值吻合较好.说明得到的CoMSIA模型也是合理、可靠的.此外,我们选取化合物中高活性化合物10和低活性化合物25,分别分析了CoMFA和CoMSIA场中影响它们活性的主要因素,对比发现:苯环上取代基的电负性越强,对活性越有利;苯甲酰基对位取代基的立体效应和亲水性越强,对提高活性越有利.本研究对优化、改造现有双酰肼类化合物提供理论依据,为进一步设计结构多样化的蜕皮激素类似物提供初步理论指导.     

取代喹啉类化合物抗菌活性的定量构效关系及分子设计

采用密度泛函理论(DFT)和逐步回归分析法对15种新合成的取代喹啉类化合物进行了定量构效关系(QSAR)研究. 在B3LYP/6-31G(d,p)水平上计算了取代喹啉的量子化学参数, 通过逐步多元回归分析筛选出影响抗菌活性的主要因素, 建立了定量构效关系方程, 并用留一法交叉分析了模型的稳定性及预测能力. 结果表明, C5的亲核电子密度fNC5及C9-N1的键级BC9-N1是影响喹啉类化合物抗金黄色葡萄球菌活性的主要因素, 所得模型对该类化合物抗菌活性有较好的预测效果. 同时基于QSAR研究结果设计了4个活性较高的新喹啉衍生物.     

2-(4-取代-苯基)-3-异噻唑啉酮抗菌活性的定量构效关系研究

用密度泛函理论和逐步回归分析方法对22种新合成的2-(4-取代-苯基)-3-异噻唑啉酮化合物进行了结构与抗菌活性研究. 通过对平衡几何构型、前线轨道组成和Mulliken电荷分布的分析得出: S(1), N(2)原子是该类化合物的主要活性部位, 且5位氯取代的化合物抗菌活性较好. 通过回归分析, 筛选了影响抗菌活性的主要因素, 建立了定量构效关系方程. 结果表明, 硫原子的亲核前线电子密度、3D-Balaban指数、S(1)-N(2) Wiberg键级和Schultz分子价拓扑指数是影响异噻唑啉酮类化合物抗大肠杆菌活性的主要因素, 所得模型对化合物抗菌活性有较好的预报能力.     

喜树碱及其类似物结构修饰与构效关系研究进展

本文对喜树碱“嵌入式”和“药物堆积”两种主要的药物作用模式，结构A、B、C、D、E环上优势位置及活性基团的取代和结构修饰，以及构效之间的关系进行综述，并提出今后结构修饰、定量构效关系及喜树碱的传输途径等研究方向。     

鬼臼毒素衍生物的量子化学研究

对若干个鬼臼毒素衍生物进行了量子化学计算,根据其电子结构及有关分析结果,结合它们对体外L1210白血病细胞生长的抑制活性(IC50),讨论了它们的活性部位及构效关系,发现具有较高活性的化合物分子中有三个重要部位：C4位为有效的修饰位点;B环及E环是重要的活性部位,其中B环是接受电子的主要活性部位,其正电性越高,活性越强;E环及其4'位酚羟基氧的负电性越高,活性越强。     

1,4-二氢吡啶衍生物的QSAR模型构建及制备

采用Hyperchem 8.0软件,通过分子动力学MM+和半经验AM1算法,优化并计算得到30种1,4-二氢吡啶衍生物的17种量子化学参数。运用Statistica 8.0软件中的主成分分析法,结合线性回归分析法,筛选出3个最佳参数与1,4-二氢吡啶衍生物的抗结核活性关联,构建定量构效关系(QSAR)模型。所建多元线性回归方程的相关系数R²为0.75,留一法交叉检验系数q²为0.72,活性实验值与预测值相关性较好。采用该模型设计并制备得到1种具有良好水溶性和潜在抗结核活性的N³,N⁵-二(对磺酸钾基)苯基-2,6-二甲基-3,5-二甲酰氨基-1,4-二氢吡啶(TM),用¹H NMR、IR、MS和元素分析表征结构,并考察了紫外和荧光性能。良好的稳定性和预测能力使该QSAR模型有望用于结核病候选药物的筛选。     

酪醇酯衍生物抗氧化活性的QSAR研究

抗氧化剂是防止食品氧化、提高食品稳定性的一类食品添加剂。为了研究25种酪醇酯衍生物对Fe~(3+)-TPTZ配合物抗氧化活性Fr的定量构效关系(QSAR),按照分子的拓扑环境编程计算了上述化合物的电性距离矢量(M_d)。通过最佳子集变量回归方法,建立了抗氧化活性的三参数(M_(32)、M_(59)、M_(77))QSAR模型,传统相关系数(R~2)与逐一剔除法交叉验证相关系数(R_(cv)~2)分别为0.939、0.815。经R_(cv)~2、V_(IF)、F_(IT)、A_(IC)、F诊断,显示良好的稳健性和预测能力。根据进入模型的3个变量可知,影响酪醇酯衍生物对Fe~(3+)-TPTZ配合物抗氧化活性的主要结构基团是酚羟基、C-和-NH-等。     

天然抗癌药物--喜树碱及其衍生物的研究进展

本文就天然抗癌药物－喜树碱及其衍生物的发展状况,抗癌机理及应用前景等作了综合评述,引用文献30篇。     

新型均三氮苯类衍生物构效关系的模式识别研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)、分子力学(MM)及模式识别方法,对34个新型均三氮苯类衍生物进行了结构活性关系研究.结果表明,影响此类衍生物分子除草活性的主要因素有C(1)上所带的电荷Qc(1),分子总能量E,分子生成热Ef,溶剂可及面积SGrid,分子体积V和C(3)上所带的电荷Qc(3)等参数.通过在C(1)上加上吸电子基,降低C(1)上的电荷,以及在C(3)上连接单取代氨基可以提高除草活性.所得模型对化合物生物活性有较好的预测效果.     

靛玉红及其异构体构效关系的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法计算了靛玉红及其异构体分子的几何构型、电子结构以及前线分子轨道等,研究了结构与抗癌活性之间的关系,探讨了其构效关系上的差异.结果表明,分子是否具有平面构型和广泛共轭体系、3′位C原子的净电荷、分子偶极矩等参数的差异是影响各异构体药效的主要因素.提高3′位C原子的负电荷和增大分子偶极矩将有助于提高化合物的抗癌活性.     

酚类化合物在BSA和Aldrich-HA上吸附常数的QSAR研究

应用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-311G**水平上全优化计算酚类化合物的量子化学参数,结合疏水性参数与酚类化合物在小牛血清蛋白BSA和腐殖质Aldrich-HA上的吸附常数进行定量构效关系研究(QSAR).经逐步回归筛选变量后,所建2个多元线性回归方程的相关系数R及去一法(LOO)交互检验复相关系数R2cv分别为0.955,0.882和0.943,0.819,用预测集样本进行了外部预测,所得外部预测集交互检验系数Q2ext分别为0.891和0.925.模型结果表明,ELUMO愈低,分子体积V愈大,化合物在BSA上吸附常数lgKDOC愈大;酚类化合物在腐殖质Aldrich-HA上不仅存在疏水作用吸附,还存在分子间作用力吸附,并以疏水作用吸附为主.     

系列C3α-位芳基取代的四氢吡咯并吲哚骨架衍生物的合成

通过银促进的傅-克反应可以合成系列C3α-位为不同类型芳基取代的四氢吡咯并吲哚骨架的类天然产物.在该合成方法的基础上,发现C3α-位分别为对乙酰氨基苯基取代和甲基吲哚取代的四氢吡咯并吲哚类衍生物3a和3b对多种肿瘤细胞均表现出微摩尔级的活性,是具有重要临床应用前景的药物候选化合物.为了进一步研究该类化合物的成药性及其构效关系,以化合物3a为前体化合物合成了一系列类天然产物(化合物4～17),对其抗肿瘤活性进行了研究,并初步探讨了其构效关系.所合成化合物的结构经1H NMR、13C NMR和HRMS分析确证.本研究为该类化合物的临床前研究奠定了基础.     

1-取代-2-氨基苯并咪唑衍生物的理论计算及QSAR研究

在B3LYP/6-31＋g(d)计算水平下, 通过运用密度泛函理论(DFT)量子化学方法, 对7种1-取代-2-氨基苯并咪唑衍生物的电子结构特征进行了研究, 获得了它们的电离能、亲合能、化学硬度、化学软度、化学势、电负性、亲电性、分配系数、折射率、极化率、分子体积和分子表面积等参数. 结果表明, 在2-氨基苯并咪唑衍生物的1位引入取代基团, 对化合物的电荷布居和结构性质都有较大的影响|关联了定量结构-活性关系(QSAR), 7种化合物的半数致死量LD₅₀与极化率等有较好的相关性. 这些结果可为1-取代-2-氨基苯并咪唑衍生物的氧化代谢实验研究和毒性机理揭示等提供重要信息.