植物病毒及类病毒引起的植物病害是农业生产中的一类重要病害,由于病毒与寄主植物之间的绝对寄生关系,使得筛选既抑制病毒增殖又不伤害寄主的高选择性化学物质极为困难。解决病毒病防治的问题亟需有效的化学药剂。针对丙酰紫草素和烟草花叶病毒粒子相结合而抗植物病毒侵染和增殖的特性,研究丙酰紫草素分子中各官能团在抗病毒活性中的作用。以丙酰紫草素为母体化合物,根据生物等排原则,利用计算机辅助设计,对母体化合物进行结构
为探讨紫草素衍生物结构与其抗植物病毒活性之间的关系,采用Gaussian 03 程序量子化学的从头算法对紫草素衍生物进行了量子化学计算。将得到的分子空间结构、轨道能量、轨道组成、净电荷等性质进行分析,并与实验得到的生物活性参数进行对比研究。结果表明: 紫草素衍生物类化合物与受体分子相互作用时,萘植物病毒及类病毒引起的植物病害是农业生产中的一类重要病害,由于病毒与寄主植物之间的绝对寄生关系,使得筛选既抑制病毒增殖又不伤害寄主的高选择性化学物质极为困难。本研究发现了丙酰紫草素抗病毒活性与分子结构之间的关系萘醌环是一个良好的支撑结构;萘醌环上的羟基和支链结构是保持抗病毒活性的主要基团,侧链R基团是有效的结构修饰位点,增加其电负性能有效地提高抗病毒活性。在计算机辅助设计和量子化学计算的基础上,以紫草素为起始化合物,对丙酰紫草素先导化合物进行结构优化,得到新型结构的化合物共12个,生物测定结果表明其中7个抗病毒活性优于丙酰紫草素,有望在此基础上进一步优化结构,得到活性更高的抗病毒剂。课题还对紫草素衍生物合成路线和反应条件进行了优化,该项研究对我国创制有自主知识产权的新农药有很大意义。