免费文献传递   相关文献

藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究



全 文 : 2005年第 63卷 化 学 学 报 Vol. 63, 2005
第 1期, 44~50 ACTA CHIMICA SINICA No. 1, 44~50

* E-mail: yipg@xtpu.org.cn
Received June 4, 2004; revised August 27, 2004; accepted September 12, 2004.
国家自然科学基金(No. 20173050),湖南省自然科学基金(No. 01JJY3009)及湖南省教育厅科技项目(No. 00C217)资助项目.
·研究论文·
藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究
易平贵*, a 胡瑞定 b 俞庆森 b 商志才 b
(a湖南科技大学化学化工学院 湘潭 411201)
(b浙江大学化学系 杭州 310027)
摘要 五脉绿绒蒿碱是一种从藏药五脉绿绒蒿中提取并已确认结构的新的生物碱. 采用密度泛函理论(DFT)和从头算
(ab initio)方法, 在HF/6-31G*和B3LYP/6-31G*水平下全优化计算了该化合物的分子几何构型和电子结构; 依据Onsager
自恰反应场(SCRF)模型考察了五脉绿绒蒿碱在氯仿、丙酮、二甲亚砜及水等溶剂中的溶剂化作用; 基于气相优化结构
进行了B3LYP/6-31G*振动分析与红外光谱计算, 进一步按照统计力学原理求得了 298~1500 K温度范围内该化合物的
热力学性质. 此外, 还讨论了五脉绿绒蒿碱的分子结构与药效的关系.
关键词 五脉绿绒碱; 密度泛函理论; 从头计算; 分子几何; 溶剂化作用; 红外光谱; 热力学性质
Theoretical Study on the Structures and Properties of
a Tibetan Medicine Meconoquintupline
YI, Ping-Gui*,a HU, Rui-Dingb YU, Qing-Senb SHANG, Zhi-Caib
(a School of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University of Science and Technology,
Xiangtan 411201)
(b Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310027)
Abstract Meconoquintupline is a new alkaloid, the molecular structure of which has been determined, and
may be extracted from Meconopis quintuplinervia Regel, a traditional Tibetan medicine. In this work, a full
optimal calculation on the molecular geometry and electronic structure of meconoquintupline has been per-
formed using ab initio and density functional theory (DFT) methods at HF/6-31G* and B3LYP/6-31G* level,
respectively. The solvent effects of meconoquintupline have also been investigated based on Onsager
self-consistent reaction field (SCRF) model in chloroform, acetone, DMSO and water. On the basis of the
vibration analysis and statistical thermodynamic theory, the IR spectrum and thermodynamic parameters
(enthalpy, entropy and heat capacity) for the titled compound from 298 to 1500 K have been obtained ac-
cording to the B3LYP/6-31G* optimized geometry in gas phase. At the same time, the relationship between
molecular structure and medicine efficacy for meconoquintupline has also been analyzed.
Keywords meconoquintupline, density functional theory (DFT), ab initio, molecular geometry, solvent ef-
fect, IR spectrum, thermodynamic property
五脉绿绒蒿(Meconopis quintuplinervia Regel)属罂
粟科植物, 主要分布于我国西藏、陕西、甘肃、青海和
四川等地, 其干燥全草是传统的藏药吾巴拉, 有清热解
毒、镇痛、消炎和利尿等功效. 已有的研究表明, 去甲
血根碱、O-甲基淡黄巴豆碱等生物碱属于其中的重要化
学成分, 这些生物碱的分离与结构鉴定已受到了研究者
的重视[1~5]. 最近尚小雅等[6]又从该植物当中分离得到
了一种被命名为五脉绿绒蒿碱的生物碱, 该物质已被确

No. 1 易平贵等:藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究 45

证为一种新的化合物, 其分子结构如图式 1所示.

图式 1 五脉绿绒蒿碱的分子结构
Scheme 1 Molecular structure of meconoquintupline
分子的几何构型、电子结构以及振动光谱是分子的
重要性质, 而量子化学是研究这些性质的重要理论工
具, 研究表明密度泛函(DFT)方法是探讨分子红外光谱
的较好方法之一[7,8]. 目前, 有关该分子性质与结构的各
种理论研究尚无报道. 本文采用从头计算(ab initio)和密
度泛函理论(DFT)方法对五脉绿绒蒿碱分子的几何构型
全优化、电子结构、振动光谱、热力学性质及溶剂化作
用等进行计算, 并讨论了药物的分子结构与药效的关
系, 以期为进一步研究此类药物的性质提供有用信息.
1 计算方法
由于DFT的计算包含了电子相关效应[9], 能计算出
可靠的几何结构与能量 [10], DFT-B3LYP[11]方法结合
6-31G*基组可给出与高水平 MP2/6-31G*计算相当的结
果, 很接近实验的气相结构和性质[12], 为此, 本文的计
算以 DFT-B3LYP/6-31G*为主, ab initio-HF/6-31G*的计
算仅作为比较之用.
五脉绿绒蒿碱的分子结构由 Hyperchem 程序的分
子构造器生成, 经 MM+分子力学充分优化后进行全构
象搜寻, 以所得最低能量构象作为 AM1 优化的起始构
象, 之后再采用 Gaussian 98 程序包, 用 Berny 梯度法,
分别在气相及氯仿、丙酮、二甲亚砜(DMSO)、水等溶
剂中按 Onsager自恰反应场(SCRF)[13]模型作 HF/6-31G*
及 B3LYP/6-31G*几何构型全优化计算. 对气相优化结
构进行 B3LYP/6-31G*振动分析, 频率计算校正因子取
为 0.9613[14], 根据统计力学原理以校正后的谐振频率计
算 298~1500 K温度范围内分子的热力学性质. 优化计
算中收敛精度取程序内默认值, 全部计算在 PⅣ微机上
完成.
2 结果与讨论
2.1 分子几何构型
表 1列出了五脉绿绒蒿碱分子一些主要的键长、键
角和两面角 B3LYP/6-31G*和 HF/6-31G*的优化结果. 由
该表可知, 两种方法所得的几何优化参数非常接近, 键
长和键角的变化规律给出了一致的结果, B3LYP计算的
键长值均比 HF 计算的键长值略大, 但两者之差都在
0.003 nm之内, 这种键长的差异缘于DFT包含了电子相
关互斥效应[15]; 键角之差在 2°以内, 两面角之差在 4.5°
以内. 五脉绿绒蒿碱的整个分子骨架由 4 个六元环、1
个五元环及 1个八元环构成, 苯环与其相并联的 1个五
元环及 1 个六元环的 5 个碳原子一起形成了 1 个平面,
其中的六元环以半椅式的结构与苯环并联, 八元环呈船
式结构, 含氮原子的六元环呈椅式结构, 由C(5), C(6)等
原子组成的六元环由于含有 1个双键并与环外的羰基组
成共轭体系, 使得六元环的形状略呈扭曲的椅式结构.
分子的整体结构特征呈现出 1个立体的“T形”形状, 苯
环与其并联的另 2个环一起构成了 T形的垂直部分, 其
余的 2个六元环构成略成扭曲面的水平部分. 该分子虽
然是 1 个多环分子, 但从这些环的结构来看, 分子的环
张力不大, 分子的整体结构应是稳定的. 从键长的数据
可以看出, 分子中的苯环与其直接相连的 2个氧原子形
成了 1个共轭体系, C(5), C(6)所形成的双键与环外羰基
并连同 O(21)原子一起形成了另 1个共轭体系.
2.2 原子净电荷与键集居数
表 2和表 3给出了由Mulliken集居数分析所得到的
原子净电荷和键集居数 . 由表 2 可见 , 尽管
B3LYP/6-31G*计算所得的原子净电荷的绝对值均小于
对应 HF/6-31G*的计算值, 但二者给出了较为一致的电
荷分布结果: O, N等高电负性的原子均带负电; 所有的
H 原子都带正电(表中未列出); C 原子的电荷与其相连
接的原子有关, C(12), C(13), C(14)等原子由于其键合原
子均为碳原子, 它们的电荷绝对值接近于零, C(2), C(3)
等只与 O, C原子相连的 C原子带正电, 与 H原子相连
的 C原子一般带负电, C(19)虽与 2个H原子成键, 但由
于同时又连有 2个 O原子, 使该原子最后还是带正电.
由表 3的结果可以看出, C(5)—C(6), C(7)—O(23)等
双键的键集居数明显大于单键的键集居数, 分子中苯环
上的碳碳键由于电子的离域效应, 使得各键的键集居数
趋于均匀化, 其值小于双键的集居数但明显大于单键的
集居数, 苯环上这种键集居数的均匀化与键长的变化规
律很相似. 对于单键而言, C—C, C—N键的集居数比较
接近, 而 C—O 键的集居数较前两种的单键均小, 这与
键长的情况基本一致.
2.3 分子总能量、前沿分子轨道能量
表 4列出了在B3LYP/6-31G*和HF/6-31G*水平下五
脉绿绒蒿碱在气相以及氯仿、丙酮、二甲亚砜(DMSO)、
等溶剂中的分子总能量(ET)、前沿轨道能级(EHOMO 和
ELUMO)及其差值(ΔE)、溶剂化能(Es)及偶极矩(µ), 计算


46 化 学 学 报 Vol. 63, 2005

表 1 五脉绿绒蒿碱分子 B3LYP/6-31G*和 HF/6-31G*优化的主要几何参数[键长/nm, 键角和两面角/(°)]
Table 1 Domain geometry parameters of meconoquintupline molecule optimized at B3LYP/6-31G*and HF/6-31G* level [bond dis-
tances: nm; bond angle and dihedral angle: (°)]
Bond parameters B3LYP HF Bond parameters B3LYP HF
C(1)—C(2) 0.1376 0.1359 C(9)—C(10) 0.1547 0.1536
C(1)—C(12) 0.1414 0.1409 C(9)—C(14) 0.1552 0.1543
C(2)—C(3) 0.1391 0.1380 C(10)—C(11) 0.1542 0.1534
C(2)—O(18) 0.1375 0.1357 C(10)—N(17) 0.1470 0.1458
C(3)—C(4) 0.1376 0.1360 C(11)—C(12) 0.1523 0.1521
C(3)—O(20) 0.1377 0.1359 C(12)—C(13) 0.1408 0.1390
C(4)—C(13) 0.1416 0.1412 C(13)—C(14) 0.1544 0.1542
C(5)—C(6) 0.1349 0.1326 C(14)—C(15) 0.1568 0.1555
C(5)—C(14) 0.1511 0.1510 C(15)—C(16) 0.1539 0.1532
C(6)—C(7) 0.1491 0.1491 C(16)—N(17) 0.1464 0.1454
C(6)—O(21) 0.1368 0.1355 N(17)—C(24) 0.1456 0.1447
C(7)—C(8) 0.1521 0.1512 O(18)—C(19) 0.1433 0.1409
C(7)—O(23) 0.1222 0.1194 C(19)—O(20) 0.1432 0.1408
C(8)—C(9) 0.1533 0.1529 O(21)—C(22) 0.1433 0.1409
C(2)—C(1)—C(12) 118.30 118.23 C(11)—C(10)—N(17) 111.16 111.34
C(1)—C(2)—C(3) 121.21 121.25 C(10)—C(11)—C(12) 115.10 114.93
C(1)—C(2)—O(18) 129.01 129.55 C(1)—C(12)—C(11) 116.87 116.63
C(2)—C(3)—C(4) 121.82 121.92 C(1)—C(12)—C(13) 120.59 120.71
C(2)—C(3)—O(20) 109.67 109.08 C(11)—C(12)—C(13) 122.52 122.66
C(4)—C(3)—O(20) 128.49 128.99 C(4)—C(13)—C(12) 119.68 119.48
C(3)—C(4)—C(13) 120.52 120.63 C(4)—C(13)—C(14) 120.52 119.80
C(6)—C(5)—C(14) 125.66 125.47 C(12)—C(13)—C(14) 119.71 120.62
C(5)—C(6)—C(7) 121.68 121.99 C(5)—C(14)—C(13) 112.61 112.14
C(5)—C(6)—O(21) 118.44 120.24 C(9)—C(14)—C(15) 109.17 109.43
C(7)—C(6)—O(21) 119.75 117.71 C(13)—C(14)—C(15) 108.57 108.73
C(6)—C(7)—C(8) 115.11 115.41 C(14)—C(15)—C(16) 111.42 111.60
C(6)—C(7)—O(23) 122.67 122.02 C(15)—C(16)—N(17) 113.76 113.62
C(8)—C(7)—O(23) 122.20 122.52 C(10)—N(17)—C(16) 113.74 114.54
C(7)—C(8)—C(9) 111.40 111.59 C(10)—N(17)—C(24) 116.66 117.10
C(8)—C(9)—C(10) 115.64 115.40 C(16)—N(17)—C(24) 114.45 114.75
C(8)—C(9)—C(14) 112.42 112.62 C(2)—O(18)—C(19) 105.41 106.30
C(10)—C(9)—C(14) 108.42 108.43 O(18)—C(19)—O(20) 108.11 107.43
C(9)—C(10)—C(11) 106.76 106.74 C(3)—O(20)—C(19) 105.40 106.27
C(9)—C(10)—N(17) 115.46 115.16 C(6)—O(21)—C(22) 117.65 116.94
C(1)-C(2)-C(3)-C(4) -0.59 -0.68 C(5)-C(14)-C(9)-C(8) -45.40 -46.31
C(3)-C(2)-C(1)-C(12) 0.64 0.57 C(7)-C(8)-C(9)-C(14) 56.98 56.58
C(2)-C(1)-C(12)-C(13) 0.48 0.71 C(6)-C(5)-C(14)-C(13) 138.00 138.61
C(12)-C(1)-C(2)-O(18) 178.68 178.99 C(12)-C(13)-C(14)-C(15) 90.23 90.92
O(18)-C(2)-C(3)-O(20) -0.20 -0.27 C(9)-C(14)-C(15)-C(16) 55.92 55.50
C(3)-C(2)-O(18)-C(19) -7.61 -7.76 N(17)-C(10)-C(9)-C(14) 54.93 54.76
C(11)-C(12)-C(13)-C(4) 178.62 177.88 O(21)-C(6)-C(7)-C(8) -175.34 -174.94
C(11)-C(12)-C(13)-C(14) 2.15 1.33 O(21)-C(6)-C(7)-C(23) 2.89 2.79
C(12)-C(13)-C(14)-C(9) -28.30 -27.89 C(7)-C(6)-O(21)-C(22) 54.09 58.61
C(10)-C(11)-C(12)-C(13) -9.09 -8.27 C(24)-N(17)-C(16)-C(15) -89.20 -92.06
C(8)-C(9)-C(14)-C(13) 168.67 168.70

No. 1 易平贵等:藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究 47

表 2 五脉绿绒蒿碱分子中部分原子净电荷
Table 2 Net atomic charges for some atoms of meconoquintupline at B3LYP/6-31G*and HF/6-31G* level
Atom B3LYP HF Atom B3LYP HF
C(1) -0.252 -0.264 C(13) 0.083 0.090
C(2) 0.347 0.382 C(14) -0.038 -0.094
C(3) 0.333 0.368 C(15) -0.266 -0.295
C(4) -0.249 -0.264 C(16) -0.153 -0.164
C(5) -0.185 -0.205 N(17) -0.375 -0.583
C(6) 0.327 0.327 O(18) -0.535 -0.677
C(7) 0.409 0.510 C(19) 0.191 0.311
C(8) -0.376 -0.408 O(20) -0.534 -0.677
C(9) -0.124 -0.202 O(21) -0.509 -0.648
C(10) 0.008 0.017 C(22) -0.222 -0.280
C(11) -0.319 -0.345 O(23) -0.470 -0.542
C(12) 0.010 -0.017 C(24) -0.275 -0.302
表 3 B3LYP/6-31G*水平下部分化学键的Mulliken集居数
Table 3 Mulliken population of some bonds in meconoquintupline at B3LYP/6-31G* level
Bond Population Bond Population Bond Population
C(1)—C(2) 0.4872 C(6)—O(21) 0.2624 C(12)—C(13) 0.5681
C(1)—C(12) 0.4604 C(7)—C(8) 0.3033 C(13)—C(14) 0.3388
C(2)—C(3) 0.4287 C(7)—O(23) 0.5387 C(14)—C(15) 0.3404
C(2)—O(18) 0.2213 C(8)—C(9) 0.2913 C(15)—C(16) 0.3298
C(3)—C(4) 0.4860 C(9)—C(10) 0.3045 C(16)—N(17) 0.3359
C(3)—O(20) 0.2219 C(9)—C(14) 0.3570 N(17)—C(24) 0.3330
C(4)—C(13) 0.4547 C(10)—C(11) 0.3449 O(18)—C(19) 0.2623
C(5)—C(6) 0.5568 C(10)—N(17) 0.3487 C(19)—O(20) 0.2633
C(5)—C(14) 0.3483 C(11)—C(12) 0.3481 O(21)—C(22) 0.2401
C(6)—C(7) 0.3735
表 4 B3LYP/6-31G*和 HF/6-31G*优化总能量、前沿分子轨道能量
Table 4 Total energies, frontier orbital energies, solution energies and dipole for meconoquintupline at B3LYP/6-31G* and HF/6-31G* level
Media
Gas
(ε=1.0)
Chloroform
(ε=4.8)
Acetone
(ε=20.7)
DMSO
(ε=46.7)
Water
(ε=78.4)
HF/6-31G*
ETotal/Hartree -1085.56204 -1085.56297 -1085.56334 -1085.56341 -1085.56343
Es/(kJ•mol―1) ⎯ 3.10 4.53 4.82 4.92
EHOMO/Hartree -0.29628 -0.29471 -0.29405 -0.29392 -0.29387
ELUMO/Hartree 0.10792 0.10480 0.10351 0.10324 0.10316
∆E/Hartree 0.40420 0.39951 0.39756 0.39716 0.39703
1030µ/(C•m) 3.232 4.562 4.842 4.894 4.911
B3LYP/6-31G*
ETotal/Hartree -1092.24624 -1092.246917 -1092.24720 -1092.24725 -1092.24727
Es/(kJ•mol―1) ⎯ 2.31 3.48 3.72 3.81
EHOMO/Hartree -0.19933 -0.19787 -0.19726 -0.19714 -0.19710
ELUMO/Hartree -0.05046 -0.05355 -0.05488 -0.05516 -0.05525
∆E/Hartree 0.14887 0.14432 0.14238 0.14198 0.14185
1030µ/(C•m) 2.719 3.936 4.245 4.299 4.318


48 化 学 学 报 Vol. 63, 2005

中溶剂效应的处理以 Onsager 反应场理论为基础, 分子
的空穴半径按文献[16]的方法确定, 以气相中的几何优
化结构为初值对分子在各溶剂中的几何结构进一步优
化, 进而计算各种能量及偶极矩等参数. 由表 4 可见,
在各介质中 B3LYP和HF计算值虽都有一定的差异, 但
却呈现了平行的变化趋势. 分子的 B3LYP 总能量 ET比
对应的 HF 计算值要低得多(平均约低 8.567 Hartree),
B3LYP的 EHOMO都高于对应的 HF计算值, 但 ELUMO的
结果却相反, 故前沿轨道的能级差 B3LYP的计算值 ∆E
均小于对应的HF计算值. 考察表4还可以看到, 所列的
B3LYP和HF计算结果随溶剂极性的变化呈现了一致的
变化规律, 即随着溶剂介电常数的增加, 分子的总能量
ET依次降低, 前沿轨道能级 EHOMO不断降低而 ELUMO不
断升高, 其差值 ∆E 不断减小; 溶剂化能和分子偶极矩
随溶剂极性增大而略有增加, 即溶剂化作用不很显著,
由于溶剂化作用使分子的正、负电荷重心分离得更远且
中心电荷值更大, 从而造成偶极矩的增大, 因此溶剂化
能和分子偶极矩常常呈现出正相关的关系.
2.4 红外光谱与热力学性质
在 B3LYP/6-31G*全优化几何结构的基础上进行简
正振动分析, 参照文献, 频率校正因子取为 0.9613. 计
算结果给出了 129 个简正振动模式, 没有虚频, 说明优
化得到的几何构型处于真正的位能面上极小点. 频率的
范围分布为 36.29~3242.26 cm-1, 其中波数在 400 cm-1
以上的振动模式共有 106个. 表 5列出了部分 IR频率及
其强度, 并与实验结果进行对比. 根据计算结果, 将强
度的最大振动频率(频率 1540 cm-1, 强度 358 km•mol-1)
所对应的吸光度视为 100%(即透光率为 0%), 以此为基
准,将所有振动频率下的强度转换成透射率,作透射率
-频率图,得如图1所示的计算红外光谱。由表5可知, 对
于特征峰的频率, 计算值与实验值相当接近, 最大相对
误差在 3.5%以内, 说明密度泛函 B3LYP/6-31G*方法是
研究该体系的较好方法之一.
以校正后的 BL3YP/6-31G*水平的 IR频率, 基于统
计热力学原理求得分子在 298~1500 K范围内标准摩尔
焓、标准摩尔熵、标准摩尔热容等热力学数据, 结果列
于表 6. 由该表可知, 各热力学函数的计算结果均随着
温度的升高而增大, 这是由于在较低温度时对热力学函
数的贡献主要来自于分子的平动和转动运动, 而振动的
贡献很小, 但当温度不断升高时, 分子振动运动的贡献
表 5 B3LYP/6-31G*水平下分子的 IR特征峰频率(cm―1)
Table 5 Characteristic IR peaks of meconoquintupline at B3LYP/6-31G* level
Calcd. Expt. Error/% Calcd. Expt. Error/%
1073(132) 1038 3.37 1540(358) 1506 2.26
1248(94) 1213 2.89 1703(304) 1689 0.83
1230(238) 1236 -0.49 2963(77) 2920 1.47
1435(97) 1487 -3.50 3027(159) 3019 0.26
表 6 B3LYP/6-31G*水平下五脉绿绒蒿碱的热力学性质
Table 6 Calculated thermodynamic properties of meconoquintupline at B3LYP/6-31G* level
T/K m, /pC
o (J•mol-1•K-1) om /S (J•mol
-1•K-1) omH /(k J•mol
-1)
298.2 359.31 625.35 996.09
400 472.55 740.92 1036.01
500 568.55 852.37 1085.72
600 647.2 959.44 1144.15
700 711.22 1060.98 1209.68
800 763.78 1156.72 1281.02
900 807.52 1246.84 1357.16
1000 844.15 1331.68 1437.30
1100 875.06 1411.64 1520.81
1200 901.3 1487.13 1607.17
1300 923.69 1558.52 1695.96
1400 942.88 1626.15 1786.82
1500 959.41 1690.35 1879.46


No. 1 易平贵等:藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究 49


图 1 分子的 B3LYP/6-31G*计算红外光谱 IR 图(校正因子
0.9613)
Figure 1 Calculated IR for meconoquintupline molecule at
B3LYP/6-31G* level (Scaled by a factor 0.9613)
逐渐增大, 因而分子的热力学函数值也增大. 由不同温
度下的数据经拟合得在 298~1500 K温度范围的热容-
温度的函数关系式:
pCm,

/[J• (mol•K-1)] =5.3760+1.2073T-4.1023×10-4T2
该式和其它的热力学量对深入研究的物理、化学及其它
性质有一定的帮助.
2.5 分子结构与药效关系
从分子的结构与组成看, 五脉绿绒蒿碱应与吗啡、
青腾碱等提自于罂粟科植物的生物碱同属于阿片类镇
痛药, 它们具有相似的药效团结构, 即大多含有部分饱
和的菲核和一个在生理 pH条件下能大部分电离成阳离
子的碱中心所构成的立体型五环或六环的多环结构, 并
含有多个手性活性中心, 相应的药效构象与本文优化所
得的五脉绿绒蒿碱优势构象一样, 即由多环构成且分子
整体形状呈立体 “T形”的结构特征[17]. 这类药物的镇
痛作用具有高效性、选择性合立体专一性, 已有的构效
关系研究表明, 其药效是通过药物分子与体内中枢神经
系统的具有三维立体结构的受体(即阿片受体)部位相互
作用而实现的, 目前已提出了一些 µ激动剂与阿片受体
互相结合的模型, 如 Beckeet 和 Casy[18,19]所提出的三结
合点与四结合点阿片受体模型. 按照三点结合模型中受
体活性部位的结构特征, 镇痛药分子需有以下几个结构
部分: 具有一个在生理 pH 条件下部分解离后带有正电
荷的碱中心, 该中心与受体表面的负离子部位缔合; 具
有一个平面芳环结构并通过范德华力而与受体的平坦
区相互作用; 碱中心与芳环几乎共平面; 连接于芳环与
碱中心之间的烃基链部分凸出于平面, 正好与受体的凹
槽部分相匹配[20]. 对分子中的叔氨基及菲核的某些部
位进行结构修饰可获得一系列镇痛活性有异的新的化
合物, 这是阿片类药物构效关系研究的一个重要内容,
当菲核结构修饰中心被某些具有一定结构长度的亲脂
性取代基修饰时, 整个药物分子与受体在上述三结合点
作用的基础上, 修饰基团将进一步与阿片受体的亲脂部
位形成附加的结合, 并改变药物的镇痛活性, 即四结合
点受体模型作用方式. 由前面的几何优化计算结果可
知 , 处于优势构象的五脉绿绒蒿碱分子完全符合
Beckeet和Casy的三结合点受体模型应有的药物分子结
构特征, 因而五脉绿绒蒿碱也具有与吗啡类药物相似的
镇痛药效.
References
1 Chang, F.-R.; Hsiech, T.-J.; Wu, Y.-Z. J. Nat. Prod. 2002,
65, 225.
2 Wright, C.-W.; Marshall, S.-J.; Russell, P.- F. J. Nat. Prod.
2000, 63, 1638.
3 Chang, F.-R.; Chen, C.-Y.; Wu, P.-H.; Wu, Y.-C. J. Nat.
Prod. 2000, 63, 746.
4 Wang, M.-A.; Chen, Y.-Z. Nat. Prod. Res. Dev. 1995, 7, 32
(in Chinese).
(王明安, 陈耀祖, 天然产物研究与开发, 1995, 7, 32.)
5 Wang, M.-A.; Chen, S.-N.; Zhang, H.-D.; Chen, Y.-Z. J.
Lanzhou Univ. (Nat. Sci. Ed.) 1991, 27(4), 80 in (Chinese).
(王明安, 陈绍农, 张惠迪, 陈耀祖, 兰州大学学报(自然
科学版), 1991, 27(4), 80. )
6 Shang, X.-Y.; Shi, J.-G.; Yang, Y.-C. Acta Pharm. Sinica
2003, 38, 276 (in Chinese).
(尚小雅, 石建功, 杨永春, 药学学报, 2003, 38, 276. )
7 Stephen, F. J.; Devlin, M. J.; Fridch, C. C. F. J. Phys. Chem.
1994, 98, 11623.
8 Zhu, W.-L.; Gu, J.-D.; Jiang, H.-L.; Chen, K.-X. Sci. China,
Ser. B 1998, 41, 616.
9 Chen, Z.-X.; Xiao, J.-M.; Xiao, H.-M.; Chu, Y.-N. J. Phys.
Chem. A 1999, 103, 8062.
10 Wang, F.; Xu, X.-J.; Xiao, H.-M.; Zhang, J. Acta Chim.
Sinica 2003, 61, 1939 (in Chinese).
(王飞 , 许晓娟 , 肖鹤鸣 , 张骥 , 化学学报 , 2003, 61,
1939.)
11 Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
12 Zhang, J.; Xiao, H.-M.; Ji, G.-F. Acta Chim. Sinica 2001,
59, 1265 (in Chinese).
(张骥, 肖鹤鸣, 姬广富, 化学学报, 2001, 59, 1265.)
13 Tapia, O.; Goscinski, O. Mol. Phys. 1975, 29, 1653.
14 Dudev, T.; Lim, C. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8093.
15 Ji, G.-F.; Xiao, H.-M.; Huang, H.-S.; Gong, X.-D. Acta

50 化 学 学 报 Vol. 63, 2005

Chim. Sinica 2001, 59, 895 (in Chinese).
(姬广富, 肖鹤鸣, 黄海山, 贡雪东, 化学学报, 2001, 59,
895.)
16 Wong, M. W.; Wiberg, K. B.; Frisch, M. J. J. Am. Chem.
Soc. 1992, 114, 1645.
17 Guo, Z.-R. Medicinal Chemistry, 2nd ed., Chinese Medical
and Pharmaceutical Science and Technology Press, Beijing,
2003, pp. 140~143 (in Chinese).
(郭宗儒, 药物化学总论, 第 2 版, 中国医药科技出版社,
北京, 2003, pp. 140~143.)
18 Becktt, A. H.; Casy, A. F. J. Pharm. Phamacol. 1954, 6,
986.
19 Lewis, J. W.; Bentley, K. W.; Cowan, A. Annu. Rev.
Phamacol. 1971, 11, 782.
20 Zhang, W.-S.; Li, L.-A. Medicinal Chemistry, Higher Edu-
cation Press, Beijing, 1999, pp. 183~198 (in Chinese).
(仉文升, 李良安, 药物化学, 高等教育出版社, 北京,
1999, pp. 183~198.)
(A0404066 SHEN, H.)


No. 1 Graphical Abstract III