中草藥中酚類物質(zhì)消除自由基反應(yīng)的理論研究.pdf

1、自由基學(xué)說自從20世紀(jì)50年代中期由著名學(xué)者Harman首先提出以來，作為最著名的致衰學(xué)說，已得到廣大科學(xué)研究者的共識。隨著對自由基研究的深入，人類開發(fā)和生產(chǎn)出了多種有效的抗氧化藥物。但是化學(xué)合成的抗氧化劑有研究成本高，價(jià)格貴，且副作用較大的缺點(diǎn)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)物中含有多種低毒性且有較強(qiáng)生理活性的抗氧化劑，并開始以這些天然的抗氧化劑為基礎(chǔ)進(jìn)行新藥開發(fā)。由于自由基的不穩(wěn)定性，不僅造成了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)條件要求高，花費(fèi)昂貴，難以進(jìn)行

2、大量全面的評估性實(shí)驗(yàn)，而且某些類似人體生理環(huán)境的特殊實(shí)驗(yàn)條件很難達(dá)到。所以，在以計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展為基礎(chǔ)的理論化學(xué)研究就成了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)手段不足的最好方法。本文就是用理論化學(xué)中的量子化學(xué)方法，通過對理論模型的計(jì)算和分析，討論了天然酚類抗氧化劑的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系，從理論上解釋和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本論文主要包括以下幾個(gè)方面的研究工作： 1．使用基于密度泛函理論(DFT)的．DMol<'3>程序包中的BLYP/DND方法對多羥基酚類化合物白

3、藜蘆醇的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了單點(diǎn)能及電子結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算。用白藜蘆醇O-H的離解能，結(jié)構(gòu)性質(zhì)和前線軌道分布情況，及其自由基的自旋密度、單電子的分布及幾何結(jié)構(gòu)等參數(shù)對其抗氧化活性進(jìn)行了討論；并使用相同理論方法對白藜蘆醇甲基衍生物和過氧化甲基自由基反應(yīng)的過程進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到反應(yīng)的過渡態(tài)，計(jì)算了反應(yīng)的活化能，并分析了隨反應(yīng)進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)與電子等性質(zhì)的變化過程。通過上述分析和討論對白藜蘆醇不同活性位點(diǎn)清除自由基的活性大小進(jìn)行

4、了解釋和驗(yàn)證。 2．使用基于密度泛函理論(DFT)的DMol<'3>程序包中的BLYP/DND方法對槲皮素及其自由基進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和分析，得到了槲皮素分子和消除自由基反應(yīng)生成的自由基的穩(wěn)定構(gòu)型。通過對O-H的離解能，幾何結(jié)構(gòu)，電子性質(zhì)，前線軌道等表征自由基穩(wěn)定性的參數(shù)的討論，對實(shí)驗(yàn)所得槲皮素不同位點(diǎn)抗氧化活性差異進(jìn)行了討論。驗(yàn)證了槲皮素具有很高的生物活性，并提出了B環(huán)上的鄰位雙羥基消除自由基的反應(yīng)高活性的理論解釋。討論結(jié)果

5、為進(jìn)一步開發(fā)和利用此類化合物提供了理論依據(jù)。 3．使用Gaussian 03軟件包對環(huán)己烯催化氧化反應(yīng)過程中所有可能發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)物與產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算，證明了目標(biāo)反應(yīng)可能發(fā)生并且在熱力學(xué)上是優(yōu)勢反應(yīng)。并對文獻(xiàn)報(bào)道的近似反應(yīng)歷程中每一步的產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算，證明了從熱力學(xué)角度來看，文獻(xiàn)所提出的反應(yīng)歷程是能夠進(jìn)行的；使用Gaussian 03軟件包對馬桑內(nèi)酯?；磻?yīng)中的基本分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論計(jì)算