В. Молекулярная связность.

В химии нефти давно используются расчетные методы, учитывающие разветвленность молекул, для предсказания таких физических свойств, как температура кипения, вязкость, теплота образования.

Было обнаружено, что эти свойства сильно отличаются у разных изомеров и зависят от степени компактности молекулы. Со временем подобный подход был выражен в количественной форме в виде матриц [Randic, 1974], a Kier нашел ему применение в биологии [Kier, Hall, 1976]. Преимущество этого метода заключается в том, что расчеты могут быть сделаны быстро с помощью портативного калькулятора и при этом нет необходимости измерять физические свойства исследуемых соединений, Этот метод можно применить отдельно для липофильных соединений, причем получаемые с его помощью результаты совпадают с результатами, получаемыми по методу Хэнша (logP), что было показано при изучении общих анестетиков и действия наркотических веществ на головастиков. Для амфифильных соединений этот метод может быть использован с целью приблизительной оценки объема молекулы; в этом случае его можно комбинировать с экспериментально определенными значениями logP и константами Гаммета в уравнении множественного регрессионного анализа. Однако данный метод обладает серьезным недостатком, так как он не отражает тонких стереохимических различий, например, между цис- и транс-изомерами, R и S оптическими изомерами или между конформерами, т. е. свойств, от которых в значительной степени зависит биологическая активность вещества. Другой недостаток этого метода состоит в том, что для его применения из-за множества вводимых индикаторных переменных^[11] (по одной на каждый атом в молекуле, кроме водорода) необходимы серии, включающие большое число соединений.

Расчеты методом молекулярной связности начинают с изображения структурной формулы в виде связей, не включая в нее атомы водорода.

Атом, находящийся в конце каждой связи или в месте соединения связей, называется вершиной (вертекс) и ему приписывают значение, равное числу связанных с ним атомов, отличных от водорода. Следовательно, для атома углерода возможны цифры 1, 2, 3 или 4, называемые «вершинные валентности». Затем валентности, располагающиеся на концах каждой связи, перемножают и получают величину, называемую «произведением вершин» («вертекс-произведением») или «краевым членом» и обозначаемую буквой «V». Затем рассчитывают величины, обратные корню квадратному из каждого «краевого члена». Сумма этих величин представляет собой «индекс связности» для данного соединения и обозначается как «к». Так, например, индекс связности % для изомера гептана триметил- бутана составляет 2,943 или (2x0,577 + 3X0,5 + 0,289), а для нормального гептана 3,414. Различие между этими двумя величинами служит мерой различий в разветвленности двух молекул.

Чтобы применить свой метод к большинству лекарственных веществ, Kier и Hall вынуждены были рассчитать «вершинные валентности» для гетероатомов азота, кислорода, серы, которые в предыдущих работах не рассматривались. Эти величины иногда удавалось получить эмпирическим путем, а в некоторых случаях с помощью регрессионной программы расчета. Поскольку валентные углы у гетероатомов больше, чем у тетраэдрического атома углерода, величины их «вершинных валентностей» выше. Сложности возрастают в случае гетероаромати- ческих молекул, содержащих больше одного гетероатома.

16.2.

<< | >>

↑

Источник: Альберт А.. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии. Пер. с англ. В 2 томах. Т. 2. — М.: Медицина, 1989, 432 с.. 1989

Еще по теме В. Молекулярная связность.:

- Основы токсикологии -

- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -