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《浙江大学》 1999年
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喹诺酮类药物构效关系之研究

李江波  
【摘要】: ;诺酮类药物是与人们生活密切相关的一大类重要的抗菌化疗药物,目前,该类药物在抑制结核病菌和抑制HIV新领域"脱颖而出",显示了诱人的应用前景。为丰富喹诺酮药物构效关系的内容,本论文对该类药物构效关系进行了以下4个方面的一些研究:一、对以往喹诺酮类药物构效关系研究中研究甚少的方面进行了研究:1.量子化学研究表明:3位羧基、4位酮基与母核的共面性及3羧基、4位酮基附近强的负静电势对药物与受体的识别必不可少。将构象分析和分子静电势结合起来研究构效关系,对具有互变异构的异噻唑喹诺酮构效关系进行了合理的解释,这是论文的一个创新之处;2.对15个1-乙基-6-氟-7-取代喹诺酮化合物进行了的QSAR研究,结果表明喹诺酮7位取代基的体积大了不利于抗菌活性的提高,7位哌嗪基末端氮原子(或其类似物相应位置的原子)适宜的碱性有利于抗菌活性的提高;3.用量子化学AM1法,对喹啉、萘啶、吡啶[2,3桟]哒嗪环系的系列化合物进行了QSAR研究。结果显示4位酮基上氧的净电荷与生物活性有一致性关系;4.结合Shen的喹诺酮棿傩笚DNA三元复合物模型,对萘啶酸的四种堆积模式进行了量子化学AM1计算,并对(S)-(-)-氧氟沙星和(R)-(+)-氧氟沙星对映体构效关系关系进行了较合理的解释;5.研究了喹诺酮模型化合物(2-吡酮酸、4-吡酮酸和异噻唑喹诺酮)溶液下分子的平衡几何构型。提出了喹诺酮的亚稳构象在构效关系研究中具有不可忽视的作用,这也是本论文的一个创新之处。二、对喹诺酮新领域方面进行的研究:1.用分子连接性指数法对16个喹诺酮类化合物抗结核病分支杆菌的QSAR进行了研究,结果表明抗菌活性与~1X~vp和~6V~vpc高度相关,复相关系数达0.94,并发现了4个高活性的化合物;2.对专利报道的34个喹诺酮化合物抑制HIV的构效关系用量子化学AM1进行了研究,首次提出该类化合物在对HIV的抑制过程中是一很好的电子给予体,给电子的部位是7位哌嗪基末端氮原子。三、对于给出活性范围的数据问题用模式识别和BP人工神经网络进行了研究。结果表明模式识别和BP神经网络二者都可用于处理活性的分类问题,它们是药物构效关系研究中的一种有效的辅助手段。四、对于复杂的形态结构进行了分形理论方面研究:用分形理论对喹诺酮的IR谱图的分形维数Df进行了计算,并探讨了其构效关系,结果令人满意。分形维数Df的大小刻画了不同红外吸收图谱(IR)的"复杂程度",在一定程度上揭示了该类药物分子结构内在的信息特征。将分形理论用于药物构效关系的研究是本论文的又一个创新之处。总之,本论文的研究丰富了该类药物的构效关系内容,并对喹诺酮类药物抗菌机制的理解和新药的筛选、研制和开发将产生积极的辅助作用。
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