双水杨醛缩二胺类锰配合物活性理论研究

论文摘要

超氧化物歧化酶（SOD）在化学、生物学及医学等领域都具有非常重要的用途,但天然超氧化物歧化酶普遍存在寿命短、稳定性差、分子量大、不容易透过细胞膜等缺点,其应用受到限制。因此超氧化物歧化酶模拟物的研究成为近年来的热点。对SOD的化学模拟已成为认识天然酶的有利工具,替代天然SOD应用于临床,显示出良好的应用前景。本文运用量子化学、分子力学、统计分析等方法建立双水杨醛缩乙二胺类锰配合物的定量构效关系模型,从电子结构上探讨此类化合物的结构与活性关系,从而为该类化合物的活性预测、设计合成提供理论指导。本文的主要内容:第一章综述了本论文的立题背景和意义。第二章介绍了论文研究中运用到的量子化学计算方法及QSAR研究的主要方法。本文的研究工作主要分为两部分:第一部分（第三章）:利用Gaussain98程序,在B3LYP/Lanl2DZ水平下,研究了两种水杨醛缩二胺类锰配合物分子几何结构和电子结构。依据Onsager自洽反应场（SCRF）模型考察了溶剂效应对配合物电子结构计算的影响。结果表明:溶剂效应对配合物电子组态能量顺序没有影响,考虑溶剂环境后对原子电荷计算影响较小。随着溶剂极性的增强,体系趋于稳定,前线轨道能级差变化不大。第二部分（第四章）:利用量子化学密度泛函理论（DFT）、分子力学（MM+）及回归分析方法,对系列双水杨醛缩乙二胺类锰配合物进行了定量构效关系（QSAR）的研究。通过回归分析,筛选了影响活性的主要因素,建立了定量构效关系方程。结果表明:在所构建的此类化合物定量结构一活性（QSAR）模型中,前线轨道能级差（△ξLH）、分子极化率（a）,苯环净电荷（∑QA）是影响该类化合物活性的主要因素。该模型的QSAR方程为:pIC50=13.818-68.965×△ξL-H-0.097×∑QA-0.001×aR2=0.935 SE=0.06136 F=47.807 n=14此模型对双水杨醛缩乙二胺类锰配合物活性具有一定的预测能力。由所得QSAR方程可知,在设计该类化合物时,要得到较好活性的化合物,要选大小合适的取代基,较少的取代基数目,降低苯环上电荷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 Mn-SOD的研究现状
• 1.1.1 Mn-SOD的活性中心结构
• 1.1.2 Mn-SOD模拟物的分类
• 1.1.2.1 Mn salen模拟物
• 1.1.2.2 Mn卟啉模拟物
• 1.1.2.3 Mn氮杂大环配合物
• 1.1.2.4 脱铁胺类MnSOD模拟物
• 1.1.3 Mn-SOD的催化机理
• 1.2 Mn-SOD模拟物的理论研究
• 1.3 本论文提出的意义及主要内容
• 第二章 理论部分
• 2.1 分子力学
• 2.2 量子化学理论
• 2.2.1 半经验算法
• 2.2.2 从头计算方法
• 2.2.3 密度泛函理论
• 2.3 基组
• 2.4 定量构效关系（QSAR）
• 2.4.1 QSAR方法定义和发展过程简介
• 2.4.2 QSAR中的参数类型
• 2.4.2.1 物理化学参数
• 2.4.2.2 量子化学参数
• 2.4.2.3 参数的提取和压缩
• 2.4.2.4 建立定量构效关系的方法
• 2.4.3 量子化学结构描述符
• 2.4.3.1 电荷参数
• 2.4.3.2 能量参数
• 2.4.3.3 极化率和偶极矩
• 2.4.3.4 其它
• 2.5 溶剂效应的量子化学方法
• 第三章 水杨醛缩二胺类锰配合物溶剂效应的密度泛函理论研究
• 3.1 计算模型和方法
• 3.2 计算结果及讨论
• 3.2.1 分子几何构型
• 3.2.2 电子组态
• 3.2.3 原子电荷和Mulliken集居数
• 3.2.4 分子总能量、前线轨道能量
• 3.3 小结
• 第四章 双水杨醛缩乙二胺类锰配合物的定量结构—活性相关性（QSAR）研究
• 4.1 计算体系的选择
• 4.2 计算方法和量化参数的选择
• 4.3 配合物量化参数的计算
• 4.4 量化参数的之间的相关性分析
• 4.5 活性参数与量化参数的相关性分析
• 50的关系'>4.5.1 极化率（a）与pIC₅₀的关系
• A、∑Q_B）与pIC₅₀的关系'>4.5.2 苯环净电荷（∑Q_A、∑Q_B）与pIC₅₀的关系
• L-H与pIC₅₀的关系'>4.5.3 前线轨道能级及其差△ξ_L-H与pIC₅₀的关系
• 4.6 QSAR模型的建立
• 4.7 模型检验及预测
• 4.8 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录