近年来，本研究组以环十二酮为母体，获得了一系列环十二酮衍生物，利用X-射线晶体衍射、核磁共振谱分析对常温优势构象进行了实验研究。本论文首先基于这些实验研究结果，借助分子力学、分子动力学、量子化学方法从理论上对环十二酮衍生物优势构象及构象的动态转换进行研究，结果如下： 1、在CVFF力场下，DMSO氛围中，通过分子动力学常温模拟研究α-单取代环十二酮的构象特征，获得的常温优势构象骨架为[3333]，羰基位于C₂位置，取代基位于。边外向位。确定的优势构象与取代基团无关，与实验结果一致；动态分析α-角顺位取代和α-边外向取代[3333]-2-酮构象的相互转化的结果表明，拥有不同取代基的环十二酮优势构象边外向与角顺位的动态转换过程基本一致，其优势构象为α-边外取代[3333]-2-酮，转换能垒随着取代基体积的增大而提高。对于氯、溴取代基，转换能垒随着原子半径的增加而稍有增大，转换过程中最高能垒分别为43.9KJ/mol、44.3KJ/mol，相应的构象为α-边外取代[31233]-2-酮；对于甲基、乙基、叔丁基取代基而言，转换能垒依次提高，叔丁基的转换能垒达到53.9KJ/mol，最高能量构象为α-边外取代[31233]-2-酮；对于存在活泼质子的氨基、羟基，转换能垒中最高能量构象为α-边外取代[31323]-1-酮；对于较大取代基—苯硫基、苄基，转换过程中出现较α-角顺取代[3333]-2-酮更为稳定的构象—α-边外取代[4332]-3-酮。所有构象的振动频率均利用量子力学AM1方法进行计算，对于每个构象都获得了正的最低频率，表明所有构象都是其势能面上的稳定点。 2、在CVFF力场下，DMSO氛围中，通过分子动力学常温模拟研究α，α’-顺式二取代环十二酮的构象特征，获得的常温优势构象骨架为[3333]，羰基位于C₂位置，取代基分别位于α边外向位、α角顺位，体积较大的取代基占据α边外向位；动态分析表明，α，α’-顺式二取代环十二酮优势构象存在Cs假旋转换模式。随着取代基体积的增大，Cs假旋转换能垒增加。当取代基为两个相同的苯基或环己烷时，优势构象骨架为[4323]，羰基位于3-C位置。溶液状态下，相同取代基的α，α’-顺式二取代环十二酮存在对映体的镜像动态转换，其转换能垒随着取代基体积的增加而逐渐升高；α，α’-顺式二取代环十二酮还存在具有Cs对称性、环骨架为[4323]-3-酮的次优势构象，动态分析结果表明，溶液条件下存在优势构象与次优势构象相互转换的Cs转换路径。分子动力学常温模拟研究α，α’-顺式二取代环十二酮的优势构象动态转换结果表明，不同取代基的α，α’-顺式二取代环十二酮存在两种环骨架为[3333]-2-酮优势构象（体积较大取代基占据边外和体积较大取代基占据角顺位）的Cs假旋转换，其转换能垒随着取代基体积差的增大而提高，即取代基体积差异性越大，其转换能垒越高。 3、在CVFF力场下，DMSO氛围中，通过分子动力学常温模拟研究α，α-二取代环十二酮及α，α，α’-三取代环十二酮的优势构象特征。结果表明，获得的α，α-二取代环十二酮常温优势构象骨架为[3333]，羰基位于C₂位置，取代基分别占据角顺位、角反位；α，α，α’-三取代环十二酮优势构象与取代基体积有密切关系：取代基体积较小时，优势构象骨架为[3333]，羰基位于C₂位置，取代基分别占据角顺位、角反位、边外向位：随着取代基体积的增大，三取代环十二酮的优势构象不再维持[3333]-2-酮骨架结构，其优势构象骨架将转换 中冈农业人学博十学位论义 山文摘要 为［33241－2－酮结构。 4、在CVFF力场下，DMSO氛围中，通过分子动力学常温模拟理论预测了a，a，a’，a’－ 四取代环十H酮的构象特征。结果表明，体积较小、相同取代基（OH、CI、Me、Br）下，获 得的常温优势构象骨架为【2343】，搽基位于CZ位置，取代基占据谈基两侧的角顺、角反位 置。体积稍大的取代基（Et），其四取代环十二酮优势构象的环骨架仍采用12343］－2－酮构象， 但是部分二面角发生扭曲。体积更大的取代基（COOEt、t－BU、SPh），其四取代环十二酮优 势构象环骨架结构为［22233］－2－酮，四个取代基分别位于两个角碳位。 本论文利用理论计算方法研究环十二酮的Q．单取代、二取代、三取代系列衍生物构象 所获得的结果与实验一致，同时得到了目前实验方法尚无法得到的结果，如优势构象转换路 径的模拟及各构象出现频率的计算等，证明本论文所选择方法的正确性及理论方法的优势。 在此基础上，又预测了尚无实验结果的a位四取代环十二酮稳定构象，获得了对a位取代环 十二酮构象的全面认识，为该类化合物的定量构效关系研究提供了新的思路。