拓扑指数与手性化合物构效关系研究

传统的拓扑指数仅考虑原子间的连接关系,不能区分手性信息．故本研究对Am指数与分子连接性指数进行了扩展,并将其用于3-苯基哌啶类手性化合物的构效关系研究．扩展后的拓扑指数构造的数学模型优于用传统的Am指数与分子连接性指数得到的模型．同时进行了变量的两两相关性测试,结果显示所选3个变量之间的相关性较小．通过交叉验证,证明手性拓扑指数所得到的数学模型是稳定的．并进一步运用人工神经网络,得到了满意的结果．     

一种新的拓扑指数用于手性化合物的构效关系研究

为了研究羟酸类和氨基酸类手性化合物的构效关系,本实验引进了手性乘积算法:P＝(1-b/a)(1-c/b)(1-a/c)(1-a/d),其中a、b、c和d分别为与分子中手性中心碳原子4个不同连接片断手性eAm指数和分子连接性指数mx的计算值,并考察了所得参数与羟酸类和氨基酸类化合物手性薄层色谱保留指数的相关性.为了评定所得预测模型的稳定性,文中运用了交叉验证法.结果表明,由人工神经网络方法(BP法)所得数学模型比较稳定,且明显优于多元回归分析结果.     

分子三维投影法在苯酚类化合物构效关系研究中的应用

对苯酚类化合物进行三维投影得到了5个形状参数,将其与3个Am指数及8个量子化学参数相结合.由最佳变量子集回归法对变量进行了压缩与选择,运用多元回归分析和人工神经网络法分别构造了预测数学模型,得到了满意的结果.     

不对称反应的对映体过量值预测

建立了手性催化剂结构与反应产物对映体过量值的定量结构-活性相关性模型, 以辅助苯乙酮不对称氢转移反应的催化剂筛选. 手性催化剂由手性氨醇配体与金属络合物合成, 故采用构象独立手性指数或构象依赖手性指数描述手性氨醇配体, 采用指示变量区分金属络合物, 然后合并2个指数来描述手性催化剂. 通过遗传算法进行变量选择, 采用随机森林法建立数学模型以预测对映体过量值, 测试集的相关系数R²=0.769, 整个数据集的OOB(Out-of-bag)交叉验证结果为R²=0.785.     

Am指数的扩展与手性化合物的构效关系研究

构效关系研究中的分子拓扑指数(Am)通常仅代表一个化合物的拓扑特征,所以预测手性化合物活性的能力较差.我们对Am指数进行了扩展,得到eAm指数,并将其应用于手性分子的结构-活性相关研究.结果表明,由手性拓扑指数得到的QSAR模型比传统的拓扑指数有更好的统计和预测手性化合物活性的能力.     

手性拓扑电荷指数及其应用

通过扩展二维拓扑指数,提出了非基于CIP规则的手性拓扑电荷指数.该扩展采用四个原子属性:偏原子电荷、轨道电负性、极化率和空间位阻分别代替CIP规则的原子数来设定手性中心的构型.新的手性指数被用来预测手性仲醇化合物的核磁共振波谱的属性,取得了满意的结果.对于训练集和测试集,96.7%和90.0%被正确的预测.     

原子对空间距离法及其应用

采用原子对空间距离法表征化合物的三维结构信息. 提出了计算端点的频数的方法, 与段的频数相比, 该方法能更好地描述原子对频数. 以不同段的距离, 分别采用上述两种频数计算得到化合物的相似度矩阵, 然后把相似度衍生为新的变量. 运用多元回归分析和人工神经网络分别构造了预测数学模型, 并对所得到的预测结果进行了比较. 这两种频数均较好地预测了HEPT类化合物的活性.     

手性有机酸保留指数的手性指数及原子类型电拓扑指数模型

基于手性碳原子的取代基次序规则,提出分子手性指数(wj),结合原子类型电拓扑指数(En)研究18种手性羟基酸和氨基酸的薄层色谱保留指数(RM)的定量关系(QSRR).经最佳变量子集回归建立最佳四元数学模型,传统的相关系数(R2)为0.969,留一法(LOO)的交互验证系数(Q2)为0.943,结果证明具有良好的稳健性及预测能力.根据进入该模型的4个结构参数(wj,E13,E16,E17)可知,影响手性有机酸保留指数的主要因素是分子的二维结构特征(如襒O,—OH,—NH2)和分子的手性特征.综上所述,新建wj及En对手性有机酸的保留指数表征具有合理性与有效性,为预测手性有机酸的保留指数提供一种有效方法.     

手性有机酸薄层色谱保留指数的拓扑模型

基于Kier的分子连接性指数及邻接矩阵提出新型分子连接性指数（^mG_t^v）;引入手性指数（w_j）并建立了手性连接性指数（^mG_t^v）：^mG_t^v=^mG_t^v×w_j。^mG_t^v适用于手性分子、非手性分子及内消旋异构体的结构差异表征。用多元统计回归研究18种手性羟酸和氨基酸的薄层色谱保留指数（R_M）与^mG_t^v的定量构效关系,经最佳变量子集回归建立其四元数学模型,传统的判定系数（R²）为0.973,逐一剔除法（leave-one-out,LOO）的交互验证系数（Q²）为0.950,结果证明具有良好的稳健性及预测能力。根据进入该模型的4个手性连接性指数（⁰C_p^v、²C_p^v、C_ch^v、⁵C_p^v）可知,影响手性有机酸保留指数的主要因素是分子的二维结构特征和分子的手性特征以及柔韧性、折叠程度等三维结构因素。从上可见,新建手性连接性指数对手性有机酸的保留指数表征具有合理性与有效性,为预测手性有机酸的保留指数提供了一种有效方法。     

替考拉宁高效液相色谱手性固定相的制备研究

替考拉宁属于大环抗生素,具有半篮状结构和多个手性中心,是常见的手性识别材料,广泛应用于对映体的色谱手性分离分析.本文研究了以替考拉宁为手性识别剂,采用键合的方法制备得到9种高效液相色谱手性固定相,用于苯甘氨酸和对羟基苯甘氨酸的拆分研究,并且考察了重现性和稳定性及进样量对拆分结果的影响.实验结果表明,9种手性固定相均具有拆分苯甘氨酸及对羟基苯甘氨酸的能力.     

测定手性有机酸对映体纯度的新试剂

用NMR技术测定微量手性化合物的对映体纯度,已有多种方法。其中,加手性镧化物位移试剂法适用面最广,但对有机酸,结果常不理想。另一种使用较广的方法是加手性试剂,将样品中两对映体转变成非对映异构体,然后比较非对映基因NMR信号的强度,确定原样品中对映体的组成比例。国外已出售的手性试     

Methods of studies on quantitative structure–activity relationships for chiral compounds

Chiral compounds are very important in drug development, organic synthesis, materials science, toxicology, or environmental chemistry. Therefore, for creating new drugs, several methods have been suggested in recent years. In several laboratories in the world, some new methods for the derivations of the parameters were constructed and used for studies on quantitative structure–activity/property relationships of chiral molecules. The algorithms reviewed in this paper involve Zargeb group chiral indices, chiral molecular connectivity index, chiral topological charge index, chiral A_m index, chiral indices based on the matrixes, chiral indices based on chiral product, conformation‐independent chirality code, conformation‐dependent chirality code, quantitative two‐dimensional chirality degrees of benzenoids, and so on. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Chiral Bisphosphoric Acids and Their Applications in Asymmetric Catalysis

Asymmetric Brønsted acid catalysis has been recognized as a powerful concept for asymmetric synthesis. In the process of pursuing more robust and highly effective chiral Brønsted acid catalysts, chiral bisphosphoric acids have received much attention in the last two decades. Their unique catalytic properties are mainly attributed to the inherent intramolecular hydrogen bonding interactions that could increase the overall acidity and tune the conformation property. Integrating hydrogen bonding into the catalyst design, quite a few structurally unique and effective bisphosphoric acids have been synthesized, which frequently exhibited superior selectivity in a broad range of asymmetric transformations. This review summarizes the status quo of chiral bisphosphoric acid catalysts and their applications in catalyzing asymmetric transformations.     

手性磷酸催化的有机催化不对称反应

手性磷酸是近年来发展起来的一类新型高效、高对映选择性的Brønsted酸类有机催化剂, 已成功应用于催化不对称Mannich反应、还原胺化反应、Pictet-Spengler反应、aza-Diels-Alder反应和aza-Ene反应等许多重要的有机合成反应. 手性磷酸催化剂分子内同时含有Lewis碱性位点和Brønsted酸性位点, 可同时活化亲电与亲核底物. 作为一种新型双功能有机催化剂, 手性磷酸具有较高的催化活性和对映选择性, 催化剂最低用量可达0.05 mol%. 对各类手性磷酸催化剂在有机催化不对称合成反应中的应用研究进展, 以及不对称诱导反应的机理、手性磷酸的分子结构及反应条件对其催化活性和不对称诱导活性的影响进行了评述.     

Design of Selenium‐Based Chiral Chemical Probes for Simultaneous Enantio‐ and Chemosensing of Chiral Carboxylic Acids with Remote Stereogenic Centers by NMR Spectroscopy

Selenium‐based enantiopure chiral chemical probes have been designed in a modular way starting from available amino alcohols. The probes developed were found to be efficient in chemoselective interaction with carboxylic functions of chiral substrates leading to diastereomeric amide formation and in sensing α‐, β‐, and remote (up to seven bonds away from the carboxylic group) chiral centers by using ⁷⁷Se NMR spectroscopy. As a result, it was possible to determine the enantiomeric ratio of structurally diverse individual chiral acids including polyfunctional compounds and drugs with high accuracy. An approach to analyzing the crude reaction mixtures has been successfully developed by using bifunctional selenium‐ and fluorine‐containing chiral probes. More importantly, it was revealed that, based on the ⁷⁷Se NMR data obtained, it is possible to obtain primary information about the location and nature of the substituents at the chiral center (chemo‐ and enantiosensing), which can simplify the structural elucidation of complex compounds. The derivatization procedure takes as little as 5 min and can be performed directly in an NMR tube followed by NMR measurements without any isolation and purification steps.     

毛细管电泳在手性氨基酸拆分中的研究进展

毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)作为一种强有力的手性分离技术,由于操作简单、试剂消耗少及柱效高等优点,受到广泛关注,是近年来手性分离领域的研究热点.氨基酸是组成蛋白质的基本单元,且大多数氨基酸具有手性中心,手性氨基酸是生命体系的一个重要特征.具有手性中心的氨基酸,其对映体间的生物活性往往存在着较大的差异,因此,氨基酸的手性拆分对了解人体及动物生命活动起着举足轻重的作用.主要总结了近5年来毛细管电泳的3种分离模式(毛细管区带电泳、胶束电动毛细管色谱、毛细管电色谱)在氨基酸手性拆分中的发展和应用.     

单分散树脂键合手性配体交换色谱固定相拆分DL-氨基酸

以单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯-甲基丙烯酸乙二醇双酯(PGMA/EDMA)树脂为基质合成了L-脯氨酸键合手性配体交换固定相,并用于DL-氨基酸的直接光学拆分,考察了流动相pH值、金属离子浓度、流速及温度等因素对DL-氨基酸对映体拆分的影响。结果表明,该固定相在配体交换色谱模式下可对多对DL-氨基酸进行良好的拆分。     

毛细管电泳法手性拆分4种氨酸和2种手性药物对映体

以双(6-氧-β-羧甲基-1,4-丁烯二酸单酯)-β-环糊精(DOCB-β-CD）作为手性添加剂,利用毛细管电泳对氨基酸和手性药物对映体进行拆分研究。 以20 mmol/L磷酸盐为缓冲溶液,考察了手性添加剂的浓度及缓冲溶液的pH值与分离电压等对拆分效果的影响,并在其优化条件下,实现了4种DL-氨基酸（苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸和组氨酸）以及手性药物（罗格列酮和酮洛芬）对映体的基线分离。