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高效液相色谱-质谱联用结合量子化学计算发现乌头碱一新水解产物
目的:高效液相色谱-质谱/质谱( HPLC-MSn)结合量子化学计算发现乌头碱的新水解产物.方法:HPLC-MSn方法采用梯度洗脱,质谱用正离子模式.采用密度泛函方法,在B3LYP/6-31 G(d)水平上,对可能的产物结构进行计算.结果:通过HPLC-MSn的检测发现乌头碱水解产生分子离子峰为482的化合物,推测结构为脱水乌头原碱,量子化学计算结果只有C8位和C15位发生消除反的产物得到了低能量构象,分析推测分子离子峰为482的化合物为C15位羰基的脱水乌头原碱.结论:首次发现乌头碱加热水解生成脱水乌头原碱,推测了乌头碱水解的两条新水解途径.
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基于构效关系的非肽类血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂分子设计
目的:研究非肽类血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)受体阻滞剂定量构效关系及分子设计.方法:应用半经验量子化学方法和误差反向传播人工神经网络方法建立AngⅡ受体阻滞剂的定量构效关系(QSAR)模型,用该模型预测新设计的化合物的药效参数.结果:系统地计算了70个非肽类血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂的18个量化参数,从中筛选出5个建立QSAR模型.随机挑选6个化合物作为验证集,剩余64个化合物作为学习集,验证结果表明:所建立的QSAR模型具有较高的精度.设计并预测了30个新化合物的药效参数,其中5个化合物的预测药效较好.结论:成功建立非肽类AngⅡ受体阻滞剂的QSAR模型,该模型为此类药物的结构改造和新药设计提供了参考意见和有效途径.
关键词： 非肽类血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂 量子化学 神经网络 定量构效关系 药物分子设计 -
溴夫定的热分解机制及动力学
目的 研究溴夫定(BVDU)的热稳定性、热分解机制和热分解动力学.方法 采用同步热分析(TGA-DTG-DSC)和热重红外联用(TGA-FTIR)研究溴夫定在氮气氛和空气氛中的热分解过程,测定溴夫定及其在热分解过程中不同阶段气体产物和固体残留物的红外光谱,运用量子化学GAMESS软件计算溴夫定分子的键级,探讨溴夫定的热分解机制.采用Ozawa方法计算溴夫定各阶段热分解反应动力学参数,采用Dakin方程推算不同使用温度下溴夫定的预期寿命.结果 溴夫定的热分解过程是一个三阶段过程,起始热分解步骤是联接胸腺嘧啶环与四氢呋喃环的C-N键的断裂.在氮气氛中,第一阶段热分解平均反应活化能Ea=171.1 kJ* mol-1,平均指前因子A=2.630×1019min-1.在空气中,第一阶段热分解平均Ea=152.9 kJ·mol-1,平均A=1.660×1017min-1.结论 溴夫定在常温下具有较好的热稳定性.
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计算机模拟和光谱分析在丹参酮ⅡA印记聚合物制备中的应用
目的 具有高亲和力和高选择性丹参酮ⅡA (TSⅡA)分子印记聚合物(MIPs)的制备及其机制研究.方法 以丹参酮ⅡA为模板分子,通过对硅胶表面进行接枝共聚,合成了基于硅胶表面修饰的MIPs.通过量子化学的方法对模板分子与功能单体的结合构象进行了计算机模拟,紫外吸收光谱法研究印记机制.结果 模板分子与功能单体间理论佳物质的量比为1∶3,甲基丙烯酸(MAA)比丙烯酰胺(AAM)更适合合成MIPs.结论 该MIPs可用于TSⅡA的提取分离.
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黄芩苷磷脂复合物基本性质研究
目的 考察黄芩苷与磷脂形成复合物的基本性质.方法 对制备的黄芩苷磷脂复合物进行红外光谱、核磁共振氢谱、量子化学及其溶解性、透膜性能等方面研究.结果 红外光谱研究表明黄芩苷磷脂复合物的图谱具有黄芩苷、大豆卵磷脂红外光谱的特征,与混合物的红外光谱图走势大体一致,没有明显差异,但图谱中-C=O、-N-H的峰形与波数均出现了变化；核磁共振氢谱结果表明磷脂复合物的形成并未在分子间产生新的化学键,但NMR谱中黄芩苷中羟基的峰形与化学位移同样发生了变异;量子化学研究表明两个分子之间虽未形成新的化合物,而是在空间匹配的前提下,以一种较弱的原子轨道重叠方式靠近在一起形成相对稳定的一种空间构象.形成复合物后对黄芩苷的溶解性改善显著,透膜累积渗透量大大提高.结论 黄芩苷磷脂复合物的形成并未在分子间产生新的化学键,它们之间是以一种弱的相互作用力相结合,从而形成一种较为稳定的复合体,形成复合物后黄芩苷的理化性质和生物学特性有明显改善.
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苯酚与脱氧核糖核酸的相互作用
苯在人体内可代谢为苯酚、氢醌、苯醌等多种代谢产物.研究毒物代谢产物与DNA相互作用的方法有体内同位素前标记法[1]、体外加合物的研究[2]、体内加合物的研究[3]等,这些方法多在生物体内或在体外细胞组织中进行,由于生物代谢的复杂性,单种毒物与DNA的相互作用的实验结果不明确,不能考察单种毒物对DNA损伤机制.因此,从分子水平讨论DNA与毒物的相互作用,可以更加准确地阐明DNA损伤机制,为认识致癌机制,有效治疗癌症提供依据.本文通过循环伏安法和荧光光谱法、紫外光谱法、量子化学方法研究苯酚与DNA的相互作用方式.现将结果报告如下.
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运用量子化学方法解析大黄酚ESI-ITMSn中质谱行为
目的:研究大黄酚及其主要碎片离子在电喷雾—离子阱多级质谱(ESI-ITMSn)中的质谱行为.方法:获取大黄酚分子的一级质谱和多级质谱碰撞诱导解离下的碎片离子,运用量子化学方法计算质谱碎片离子的几何参数、键断裂能、电荷变化以及自旋密度,探讨碎片离子的断裂位点.结果:获得m/z:252.9、237.9、224.9、209.9、196.9、181.9、180.9、168.9、153.1离子的稳定构型,推断出大黄酚质谱裂解途径.结论:计算结果与CIDMS所推断的裂解规律相吻合,成功地解释了大黄酚分子在ESI-ITMSn中裂解现象.
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在物理化学课程中引入量子化学内容
探讨药学专业在物理化学课程中引入量子化学内容的必要性和可行性,并从学习量子化学知识的现实意义及所增加的内容进行详细的论述,指出此举对药学专业基础课程的教学改革起到重要的推动作用.
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《量子化学》与《金属有机化学》应作为药学生必修课
新世纪之初,探讨药物化学专业的培养目标与现行的基础课程设置很有必要.专业培养目标必须适应时代的需要.随着社会的进步、人民生活水平的提高,以及对生活质量和自身健康的要求越来越高,这就需要药学工作者为人们提供具有预防疾病作用的和治疗效果好的各种药物,所以我们培养的学生今后除了能制备人类已发现和发明的药物外,还应能够创新、开发新的药物.
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量子化学计算法分析蒙古黄芪中部分黄酮类化合物抗氧化作用机制
运用量子化学计算方法,研究蒙古黄芪中12个黄酮类化合物量子化学参数与抗氧化活性的关系.结果发现,用高占据分子轨道(HOMO)能级逐差(△EH0MO)法预测的目标化合物活性强弱顺序与文献报道的实验结果非常接近.在表征化合物抗氧化活性方面,该方法可能会为预测化合物的抗氧化活性提供参考.
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头孢地嗪钠的热分解机理及动力学
目的 测定头孢地嗪钠(CDZ)的热性质,研究CDZ的热分解机理,热分解动力学和CDZ的热稳定性.方法 采用热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)测定CDZ在氮气氛和空气氛中的热分解过程,测定CDZ及其在热分解过程中不同阶段残存物的红外光谱,运用量子化学GAMESS软件计算CDZ分子的键级,根据不同升温速率下的热重曲线计算CDZ热分解反应的动力学参数,采用Dakin方程计算CDZ在各种温度下的预期寿命.结果 CDZ的热分解过程是多阶段过程.在氮气氛中热分解表观活化能E_a=173.9 kJ·mol~(-1),指前因子A=1.175×10min~(-1);在空气氛中热分解表观活化能E_a=172.3 kJ·mol~(-1),指前因子A=2.692×10~(17) min~(-1).结论 CDZ在常温下有很好的热稳定性.
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黄酮类化合物的金属配合物及其药理作用
黄酮类化合物具有较高的超离域度,完整的大π键共轭体系,强配体氧原子与合适的空间构型,可作为金属离子的良好配体.该文综述了黄酮类化合物与金属配位的结构特点,分析和评价其抗肿瘤、抗氧化活性,并提出引入量子化学方法是金属配位化合物研究的一个重要的研究发展方向.
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量子化学计算法对次黄嘌呤代谢机制的分析
运用量子化学计算的方法,解析次黄嘌呤及其代谢的相关化合物,发现由次黄嘌呤代谢至尿酸的过程中,化合物自身能量逐步被提取,并且嘌呤母核化合物中先进行羟化的2位C-H键级较大.
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新型锌配合物的合成、表征与生物活性的研究
目的 合成新型芳香羧酸三氮唑锌配合物Zn(C10H5N3O5)·H2O(配合物1)、Zn2(C10H5N3O4.5)2·H2O(配合物2),并研究其生物活性.方法 采用水热法合成,借用紫外可见光谱、荧光光谱、红外光谱、旋光度和X射线单晶衍射对单晶产物进行表征.通过密度泛函理论(DFT)计算配合物的NBO电荷和HOMO轨道.结果与结论 运用MTT法,两种配合物呈现一定的细胞毒性与选择性抑制作用.
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吡啶并嘧啶类衍生物抗癌活性与电子结构关系的量子化学研究
采用量子化学密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-31G·基组水平上对吡啶并嘧啶类衍生物进行了几何构型优化和电子结构计算.根据计算结果分析了吡啶并嘧啶类衍生物抗癌活性与电子结构的构效关系,结果表明:吡啶并嘧啶类衍生物抗癌活性与低空轨道的能量,分子的偶极矩、苯环上5位碳原子的电荷密度及苯环上总电荷密度相关.
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甲酰胺与腺嘌呤相互作用的理论研究
1研究背景 分子间相互作用的研究在新药的合成与设计、晶体工程和材料的性质的研究中也举足轻重,其中小分子与DNA碱基的相互作用是具有代表性及研究意义的一类分子间相互作用.DFT方法是近年来比较流行的一种处理相互作用多粒子体系的量子化学似计算方法.一般地, DFT的计算量约与基函数个数的3次方成正比,大体与ab initio HF SCF方法的计算量相当.
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量子化学计算法分析5-氟尿嘧啶抗肿瘤作用机制
目的 利用量子化学参数阐释5-氟尿嘧啶的抗肿瘤机制.方法 利用量子化学软件Hyper Chem 7.0对5-氟尿嘧啶及尿嘧啶的多个不同互变构象式进行从头计算.结果 得到5-氟尿嘧啶不同构象式自由能值、每个原子所带电荷值、键级值等参数.结论 发现5-氟尿嘧啶不同构象式中的C-F键的键级均较尿嘧啶5位C-H的键级大,表明C-F键较C-H难以断裂,与药物化学的理论相一致.
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抗肿瘤药鬼臼毒素衍生物构效关系的研究
目的：探讨鬼臼毒素衍生物的三维定量构效关系(three-dimensional quantitative structure-activity relationship,3D-QSAR)及活性部位。方法：用比较分子力场分析(comparative molecular field analysis,CoMFA)方法对鬼臼毒素23个衍生物进行了三维定量构效关系研究，然后用AM1(Austinmodel1)方法进行计算，讨论它们的3D-QSAR及活性部位。结果：以CoMFA方法建立了一个有较强预测能力的QSAR模型。在对体外L1210白血病细胞生长的抑制活性上，C4位为改变活性的有效修饰位点；其B环是药物分子接受电子部分，对保持此类药物的生物活性有重要作用；E环及其含氧取代基是分子的负电中心。结论：所得CoMFA模型可预测该类化合物的活性，化合物B环及E环是重要的活性部位。
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磷酸酯类单体与氧化锆间化学反应模型的建立及作用机制
目的 对磷酸酯单体10-甲基丙烯酰氧癸二氢磷酸酯(MDP)提高四方相氧化锆与树脂间化学粘接的作用机制进行解释.方法 分别构建MDP、四方相氧化锆陶瓷晶体以及两者反应的数字模型,采用热力学方法对MDP分子与四方相氧化锆晶体簇相互作用的吉布斯自由能和平衡常数进行计算.结果 MDP与四方相氧化锆晶体簇可能发生单配位形式和双配位形式的结合,其吉布斯自由能分别为-147.761和-158.073 kJ·mol-1,说明MDP能够与四方相氧化锆晶体发生化学结合,平衡常数较高(4.95×1027)的双配位结合形式较平衡常数较低(7.72×1025)的单配位结合形式更为稳定.结论 MDP能够通过与四方相氧化锆陶瓷以双配位形式发生化学结合来提高其与树脂的粘接强度.
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头孢菌素类抗生素的定量构动关系
目的 研究头孢菌素类抗生素的定量构动关系(QSPR).方法 应用半经验量子化学方法和误差反向传播人工神经网络方法.结果 利用量子化学AM1算法计算了26种头孢菌素的18个结构参数,筛选与头孢菌素类抗生素药动学指标相关性较大的6个结构参数作为人工神经网络的输入参数,以头孢菌素类抗生素的5个药动学指标(t1/2α、t1/2β、AUC、Cl和Vap)作为人工神经网络的输出参数,利用误差反向传播的神经网络构建头孢菌素类抗生素的QSPR模型.从26个头孢菌素类抗生素样本中,随机抽取了23个样本作为训练集,剩余的作为检验集来验证QSPR模型的预测效果.结论 头孢菌素类抗生素的ELUMO、Diop、EH、LogP、M和HDO是影响其药动学指标的主要因素,所建立的QSPR模型能够有效地描述并预测头孢菌素类抗生素的药动学指标.
