新烟碱类杀虫剂生物活性的理论研究和结构修饰*

来源：化学通报杂志2015年第1期北京时间：

作者：李鸣建,冯长君

摘要：在B3LYP/6-311G基组水平下,运用密度泛函理论(DFT)的量子化学方法,对20种重氮乙烷新烟碱类杀虫剂分子的电子结构特征进行了研究,获得了它们的EHOMO、ENHOMO、ELUMO、ENLUMO、ΔE1(= ELUMO-EHOMO)、ΔE2(= ENLUMO - ENHOMO)、QC1-QC7、QN、QN1、QW、QB、QYJ、QF、QZ、Ev、E、Cv、μ和S等量化参数与物理性质。经最佳变量子集回归研究发现,重氮乙烷新烟碱类杀虫剂分子对果蝇nAChRs、哺乳动物α4β2亚型亲和力常数(pKD,pKA)分别与QN、QB、ELUMO、QW、QF、QZ、μ等参数具有良好的线性关系。逐一或逐四剔除交互验证以及VIF、tα/2检验,所建2个QSAR模型具有良好的稳健性及预测能力。根据2个QSAR模型建议重氮乙烷新烟碱类分子可能的杀虫机理。进一步研究发现,在重氮乙烷新烟碱类分子的吡啶环上的合适部位,选用不含复键的吸电子能力较强的取代基团对其进行结构修饰,有利于提高修饰后分子的生物活性。 基于第17号分子,设计出4种经结构修饰后对果蝇nAChRs亲和力显著提高的重氮乙烷新烟碱类分子(分别是第27,28,30和31号分子),希望能得到实验的证实。

关键词：新烟碱杀虫剂,果蝇 哺乳动物,烟碱型乙酰胆碱受体 亲和力常数,密度泛函理论 构效关系,结构修饰,