BioScience Blog – Научный Биологический блог

Выполнен сравнительный QSAR-анализ средне-летальных доз хлорпроизводных бензола (LD50) при пероральном введении для белых крыс, предельных и непредельных хлорсодержащих соединений. Установлена зависимость биологической активности (igA) производных хлорбензола от числа, вида и положения заместителей в бензольном кольце, в частности от потенциала ионизации (ПИ).

В данной работе рассмотрены методики определения ПИ на примере полизамещенных бензолов. Произведена осознанная выборка из класса соединений, ПИ для которых был определен экспериментально. Для этих веществ был найден ПИ в соответствии с теоремой Купманса, связывающая ПИ k-го электрона с энергией 8к хартри-фоковской орбитали исходной молекулы, с замкнутой оболочкой: Ik= – 8k.

Для нахождения ео(ВЗМО), значение энергии верхней заполненной молекулярной орбитали и соответственно Ii, использовались метод квантовой химии Extended Hiickel МО и AMI. Данные методы реализованы в рамках пакета Chem3D Ultra 10.0. Extended Hiickel МО дал весьма противоречивые результаты. Детальное исследование показало, что найденные ПИ для узкого класса соединений метилзамещенных бензолов и их изомеров коррелируют с экспериментальными значениями. Однако даже в этом случае ПИ получается завышенным и без подбора соответствующего инкремента не может быть использован в универсальном методе.

Уравнение зависимости по Extended Hiickel МО 1~ ео(ВЗМО) метил замещенных бензолов, полученное методом наименьших квадратов:

I=0.9647*ε0(ВЗМО)-5.5413(1)

Статистические параметры в этом случае примут вид: коэффициент корреляции г=0.91; коэффициент детерминации 7^=0.8282; критерий Фишера F=ll.\\\l; объясненная дисперсия о=0.8174, при объеме выборки п=18.

При нахождении ео(ВЗМО) полуэмпирическим методом AMI было аналогичным образом получено уравнение для интерпретации значений I.

I= 1.023* ε0(ВЗМО)- 0.7723                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              (2)

Статистические параметры в этом случае примут вид: среднее квадратичное отклонение 5г=0.0449; коэффициент корреляции г= 0.9054; коэффициент детерминации ^=0.8197; критерий Фишера F= 372.9; объясненная дисперсия v= 0.8175. Объем выборки п= 84 , что существенно увеличивает значимость полученного уравнения.

Для большинства соединений расчеты в этом приближении дают удовлетворительное согласие с экспериментальными вертикальными ПИ и поэтому широко используются для интерпретации данных фотоэлектронной спектроскопии и QSAR-анализа.

Литература

1. Бацанов С. С. (2000). Структурная химия. Факты и зависимости. -М.: Изд-во Диалог-МГУ,- 292с.

2. Радченко Е.В., Палюлин В.А., Н. С.Зефиров (2006) Локальные молекулярные характеристики в анализе количественной связи «структура—активность» // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева) -, т. L, № 2.