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编号:1429791
多巴胺构象结构和性质的密度泛函理论研究
http://www.100md.com 2013年1月21日 温州医科大学学报 2013年第1期
环己烷,水相,1计算方法,2结果和讨论,3结论
     黄旭慧,孙晓玲,蔡跃飘,王朝杰

    (温州医学院 药学院,浙江 温州 325035)

    药物分子的药理活性与其分子构型或构象结构有着十分密切的关系[1-2]。研究药物分子电子结构以及药物分子各种构象性质,可定量地分析药物结构-活性关系,为药物分子与生物体相互作用提供理论依据[3]。

    多巴胺(dopamine,DA),化学名为邻苯二酚乙胺,系统名称为4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚。它是一种中枢神经系统的重要神经递质,主要参与运动、情感和神经内分泌的调节[4],临床研究报道较多。曹磊等[5]观察到小剂量多巴胺联合前列地尔能有效延缓肾功能不全进展。杨丽娟等[6]发现硫酸镁联合多巴胺对新生儿低氧低血性脑病(HIE)患儿有脑保护作用,同时减少了单用硫酸镁的不良反应。多巴胺的检测和结构性质研究引起许多学者的兴趣[7-10]。吴莹等[11]用半微分循环伏安法(SCV)对多巴胺在酶催化下与二茂铁[Fe(C5H5)2]在水/硝基苯(W/NB)界面发生电子传递的行为进行了研究,得到了良好的半微分极谱峰。Solmajer等[12]在pH为2~11.5范围内研究了DA构象的平衡性,结果发现在高pH值时,反式异构体更稳定,然而在低pH值时其他构象优于反式异构体。李志锋等[13]应用密度泛函理论(DFT),自然键轨道理论(NBO)及分子中的原子理论(AIM),对DA的构象稳定性及其相互转换的势能面进行了报道。Urban等[14]用AM1-SM1模型[15]对中性及电离的DA分子进行了理论计算,表明了溶剂效应对构象稳定性有重要影响。

    DA在不同溶剂中的构象变化及对应性质方面的理论研究报道甚少,本工作基于密度泛函理论在量子化学计算上的优点[16-17],采用杂化密度泛函方法B3LYP对DA的不同构象进行结构全优化,获得最稳定结构DA1,详细计算分析了DA1在不同溶剂中构象变化引起的性质变化状况。

    1 计算方法

    本研究运用B3LYP方法[18-20]在6-311++G(2 d,p)基组水平上对气相中DA系列初始结构进行全优化和振动分析,得到11种稳定结构,其中能量最低是DA1。以DA1中二面角φ(C4-C9-C10-N11)为变量,5°旋转为步长,详细考察了0°~360°范围内构象变化引起的DA1几何结构、电子结构、能量学及振动光谱,并用TD-B3LYP计算了紫外-可见光谱(UV-Vis)性质,采用OPBE/6-311++G(2 d,p)//B3LYP/6-311++G(2 d,p)计算二面角φ变化引起的1H、13C-NMR数据[21] ......

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