手性分子的结构-保留拓扑模型

手性分子的结构-保留拓扑模型

手的特征是自然界中普遍存在的特征。所谓的手性指的是不能完全适应图像的化合物，而且左右或左右之间的关系。这种现象的出现最初是由于自然界中一些药物的不同映体而产生的。定量构效关系(QuantitativeStructureActivityRelationship,QSAR)研究是建立在物质的结构或理化性质与生物效应间定量关系的统计分析方法,现已广泛应用于药物的筛选、设计及新药研制工作中本研究从手性分子中成键原子的结构特征和手性原子所处的化学微环境出发,应用原子的平衡电负性方法对分子图进行着色,在拓扑空间距离矩阵基础上结合分子中各原子的支化度,并引入手性校正因子得到手性拓扑指数w1手性拓扑指数的构建对于由n个原子构成的分子隐氢图,其距离矩阵可以表示为D=(d根据拓扑化学理论可知,分子隐氢图中每条边都是由化学键构成的,由于手性分子中手性原子的存在,各个化学键的强度因此不同,而且由于其他成键原子的电负性不同其键的强度将不同,因而将导致同种原子在不同化学环境中的性质存在差异.作者认为原子形成分子是伴随原子电负性改变的过程,分子一旦形成,分子中各原子与相邻原子的电负性不再改变即达到电负性平衡,这种电负性我们称之为原子的平衡电负性x式中∑χ为此,本文将相应顶点平衡电负性定义为电负性矩阵E,且E=[χ另外考虑到手性分子中每一原子的成键情况、原子之间的联结关系建立了分子支化度矩阵B,且B=[b在矩阵D,E,B的基础上,本文构建了一个新的扩展矩阵M,且M=D·E·B.因此,矩阵M表达式为:同时,为了糅合手性原子的立体效应,有效区分手性分子的两个对映体,本文对其支化度矩阵引入了校正因子进行校正:对于R构型支化度矩阵中手性原子其所在的行的第一列保持原值不变,而S构型支化度矩阵中手性原子其所在的行的第一列取其负值(即在手性原子对应的b值前添一负号,其他值与R构型一致).然后在扩展矩阵M的基础上,对M进行如下处理,得到校正矩阵Q:将矩阵Q的特征根值λ因此,本文在此基础上,提出了一组新的手性拓扑指数w如R-2-羟基丙酸(R-乳酸)的校正矩阵Q为:校正矩阵Q的特征值如下:-3.3958,-0.0001,0,0.7432,1.3252,14.476.因此,R-2-羟基丙酸(R-乳酸)的手性拓扑指数w本文根据上述过程,对18种手性羟基酸和氨基酸的手性拓扑指数w2结果与讨论2.1数据集的选择和软件本文研究了18种手性羟基酸和氨基酸的手性薄层色谱保留指数的实验值R2.2启动拓扑模型我们将18种手性羟基酸和氨基酸的手性拓扑指数w上式中N是样本数,R是相关系数,R2.3手性拓扑指数w的检验一个好的模型除了有很好的预测能力和稳定性能还必须进行必要的模型检验,模型外部预测能力和真实有效性检验是定量构效关系研究中非常重要的一环,为此我们采用留一交互检验(Leave-one-outcross-validation)为了进一步验证模型的预测能力,表明本文所构建的手性拓扑指数w从以上结果可知,本文构建的手性拓扑指数w本文还将所得到的拓扑模型(6)进行检验,并将文献[4]中的16个手性化合物的薄层色谱保留指数R由此可见利用模型(6)得到的计算值R2.4手性拓扑指数w判别一个拓扑指数的优劣,主要是看它是否具有高的结构选择性以及良好的性质相关性.根据手性薄层色谱保留指数计算的基本原理可知,薄层色谱保留指