青蒿素及其衍生物抗瘧活性的密度泛函理論研究

劉靖麗,郭 勇

(1.陜西中醫藥大學 藥學院,陜西 咸陽 712046; 2.四川大學 化學學院,四川 成都 610064)

青蒿素及其衍生物抗瘧活性的密度泛函理論研究

劉靖麗1*,郭 勇2

(1.陜西中醫藥大學 藥學院,陜西 咸陽 712046; 2.四川大學 化學學院,四川 成都 610064)

為了深入研究青蒿素及其衍生物的抗瘧活性和分子結構之間的關系，運用密度泛函理論B3LYP方法，以6-31G*為基組對青蒿素及其衍生物二氫青蒿素、蒿甲醚和青蒿琥酯進行了優化計算.從分子的幾何構型、NBO電荷及前線軌道能等方面分析了青蒿素及其衍生物的抗瘧活性與結構之間的關系.青蒿素及其衍生物結構中的過氧橋鍵是其抗瘧作用的活性位，O17和O20帶負電荷越多、ΔE(LUMO-HOMO)越低、EHOMO能級越高，分子的抗瘧活性越強.結果表明，4種化合物的抗瘧活性順序為：青蒿素<二氫青蒿素<蒿甲醚<青蒿琥酯，與臨床實驗結果相吻合.

青蒿素；抗瘧活性；密度泛函理論

青蒿為菊科艾屬一年生草本植物黃花蒿，性寒，味苦、辛，歸肝、膽經，具有清熱解暑、除蒸、截瘧之功效,青蒿自古以來就被用于發熱和瘧疾的治療[1].上世紀70年代，屠呦呦等從青蒿中分離出一種具有抗瘧活性的倍半萜內酯化合物，命名為青蒿素(artemisinin).通過化學反應、光譜數據和X射線單晶衍射方法證明青蒿素結構中含有獨特的過氧橋鍵[2-3].后來人們對青蒿素化學結構進行了改造，以青蒿素母體為基礎，在青蒿素的碳氧雙鍵上加上不同基團，合成了二氫青蒿素(dihydroartemisinin)、蒿甲醚(artemether)和青蒿琥酯(artesunate)等衍生物[4-6].

實驗表明[4]，二氫青蒿素的活性比青蒿素高1倍，但不穩定，易分解.脂溶性……