1972年,我国科学工作者从菊科植物黄花蒿中提取的青蒿素(artemisinin)是目前抗疟的特效药。开发这类药物的诱人前景在于其毒性低,作用迅速,无交叉性。但青蒿素在水中溶解度极低,造成生物利用度不高。其次,该类化合物半衰期短,复燃率很高。药物的量子化学和定量构效关系(Quantitative structure-activity relationships,简称QSAR)研究,正是近代解决如何开发新药的一个重要手段。本研究的目的在于运用量子化学、分子力学、统计分析等方法从微观电子结构着手寻找药物的构效关系,为开发新的高抗疟活性的青蒿素类药物提供理论指导。 在比较国内外通用的几种理论方法的基础上,论文作者选用了目前国际上先进的密度泛函方法对青蒿素和脱氧青蒿素进行比较研究,理论上说明青蒿素类衍生物的抗疟活性与过氧键有关。对9种保留不同母环的青蒿素类似物的理论研究表明分子骨架中的A、C、D环以及非过氧原子均不是抗疟活性的决定性因素,包括过氧键的B环具有不可忽视的作用。化合物的偶极矩、能量间隙和HOMO轨道成分和活性密切相关。所得结果对于合成更简单的化合物替代青蒿素提供了重要参考价值。 采用B3LYP/6-31G方法计算10-O取代的35种青蒿素衍生物的电子结构参数,提取反映其结构的各种量子化学指数和拓扑指数,引入遗传算法回归分析寻找其结构与抗疟活性间的关系,建立了较为显著的QSAR方程,并能很好地预测化合物的活性。