生物電子等排原理

生物電子等排原理第一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三電子等排的概念

1919年Langmuir首先提出，電子等排是指具有原子數(shù)目相同、電子排列相同、電子數(shù)目相同的分子或原子團(tuán)，它們的性質(zhì)極為相似。例：

N2CON2OCO2

原子數(shù)2233電子總數(shù)10101616-+-+電子排列N:::N::C:::O::N::N:::O::O::C::O:

第二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1925年Grimm引入氫化物置換規(guī)律：C N O F CHNHOHCH2NH2

CH3第三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1932年，Erlenmeyer進(jìn)一步擴(kuò)大電子等排的概念，把外層電子數(shù)相等的原子、離子或分子也視為電子等排體。外層電子數(shù)4567

PASSbSSeTePHClBr

ISH第四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1951年Friedman引入生物電子等排體的概念(Bioisosteres),其含義是:符合最廣義的電子等排定義,具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì),又能產(chǎn)生相似的生物活性(或拮抗作用)的基團(tuán)或分子都稱為生物電子等排體。

經(jīng)典電子等排：即符合Erlenmeyer定義。非經(jīng)典電子等排：不符合Erlenmeyer定義，但置換后可使化合物的立體排列、電子構(gòu)型與原化合物具有相似的原子或原子團(tuán)。如：H與Ｆ，CO－與－SO2。第五頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1974年Hanch提出廣義生物電子等排的定義：在同一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中能也引起相等的生化或藥理作用的化合物。所謂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是指用酶、膜、鼠或人的試驗(yàn)。但他沒(méi)有從化學(xué)結(jié)構(gòu)上給以明確的定義，認(rèn)為藥物產(chǎn)生生物活性的差異是由于立體性、電性及疏水性的差異造成的。因此要考慮下列因素①原子或基團(tuán)的大小；②鍵角和鍵的雜化類型；③電子分布；包括極性、誘導(dǎo)效應(yīng)、偶極距；④水溶性和脂溶性；⑤pKa值；⑥體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化及氫鍵形成的能力。第六頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三經(jīng)典的電子等排體在藥物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一價(jià)等排體二價(jià)等排體三價(jià)等排體四價(jià)等排體環(huán)內(nèi)相當(dāng)體第七頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三一價(jià)電子等排體的應(yīng)用

抗癌藥五氟脲嘧啶第八頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三抗癌藥甲氨蝶呤第九頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二價(jià)等排體的應(yīng)用第十頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三β-內(nèi)酰胺抗生素及增效劑第十一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

三價(jià)電子等排體的應(yīng)用:

組胺H2受體拮抗劑第十二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三環(huán)內(nèi)相當(dāng)體的應(yīng)用第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三非經(jīng)典的電子等排體在藥物設(shè)計(jì)中

的應(yīng)用

非經(jīng)典的電子等排體不符合Erlenmeyer

定義，但能產(chǎn)生相似或相拮抗的生理作用。其不必具備相同總數(shù)的外層電子，但在分子大小、分子形狀、構(gòu)像、電子分布、脂水分配系數(shù)、pKa、化學(xué)反應(yīng)活性、氫鍵形成能力等方面存在相似性。這些參數(shù)不必全部相似，僅在某些重要參數(shù)