分子模型及其在手性识别机理研究上的应用
分子模型,,分子模型,对映体,手性识别,评述
分子模型及其在手性识别机理研究上的应用江 峰 施介华3 严 巍 李 兵
(浙江工业大学药学院,杭州310032)
摘 要 介绍了近十几年来在色谱手性识别机理研究中的分子模型。在这些模型中,采用量子力学、分子力
学和分子动力学等方法计算了手性选择试剂与对映体之间的相互作用,并借助X 射线晶体学、核磁共振技术
和计算机模拟等技术建立了各种分子模型,研究在手性化合物分离过程中的手性识别机理。
关键词 分子模型,对映体,手性识别,评述
2003202223 收稿;2003210222 接受
1 引 言
许多手性化合物,特别是手性药物中的各对映体往往具有完全不同的生物活性。当其中一对映体
出现生物负作用,甚至有毒时,它们的分离就显得十分重要。因此,近十几年来,采用高效液相色谱分离
对映体受到人们的关注。研制新的具有不对称手性中心或手性识别能力的手性固定相(CSP) ,解决不
同类型手性化合物的分离是手性色谱发展的前沿领域。与此同时对色谱分离机理的研究也逐渐引起重
视,它对于新的手性固定相设计、药动学研究和药物分子研究具有十分重要的意义1 。
本文主要回顾近年来在色谱手性识别机理研究中的分子模型和计算方法。
2 分子模型的设计和理论计算
分子模型可分为宏观模型和微观模型2 ,3 。前者主要用来描述一个系统或一个过程的总体特征。
后者又称为原子模型,通常描述整个系统中原子之间的相互作用。微观模型通过统计拟合和理论计算
方式进行4 ,5 。统计拟合是先假定分子结构和物理、化学性质有相关性(结构2性质定量关系QSPR) 或
结构与生物活性有相关性(结构2活性定量关系QSAR) ,然后用已知的数据建立模型。但这几个性质通
常必须包括分子大小和形状、电子作用力和疏水性等。用于理论计算的方法主要包括量子力学(QM) 、分子力学(MM) 和分子动力学(MD) 。研究中运用了X 射线衍射、核磁共振技术和计算机分子模拟技
术。
2. 1 理论计算方法
2. 1. 1 量子力学( QM) 量子力学是研究分子的结构和性质最重要的方法之一。它运用计算机来计
算各种参数,如分子的结构、系统总能量、各个轨道的形状和能量(特别是HOMO 和LUMO) 、原子的静
电荷和分子的静电势、离域能、超离域度等许多直接或间接的分子信息。迄今流行的量子化学计算方法 ......
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