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鉴于自由基与疾病的关系十分密切而且又是食品及化工产品氧化的主要原因，因此，寻找高效、无毒、价廉的抗氧化剂已在不同领域广泛展开。考虑到目前酚类抗氧化剂应用最广泛，因此深入研究此类抗氧化剂清除自由基的机理，以及在此机理基础上总结抗氧化剂的构效关系，能深化对抗氧化剂的认识，加速抗氧化剂的筛选。 本论文利用量子化学从头算方法及其他物理化学方法计算了表征抗氧化剂活性的各种理论参数，并借助数理统计选取与实验活性相关性最好的一组参数以构建抗氧化剂的定量构效关系。进而阐明各种结构因素对理论参数的影响。本论文的主要结果有：1．对酚类抗氧化剂抽氢反应机理进行高水平的量子化学计算，得到过渡态的势垒、原子净电荷、偶极矩等参数，并与已知的实验数据对照明确了抗氧化剂的抽氢反应机制。2．表征清除烷基自由基、烷氧自由基、烷过氧自由基（R·，RO·，ROO·） 活性的物理化学参数的选取与计算 用从头算方法计算了一系列酚类化合物的静态参数，包括O-H解离能（BDE），O-H键的键长、键级、电荷差值、Mulliken电子布局、振动力常数（k）和最高占据轨道能级(EHOMHO)，并将计算结果与实验测得的清除自由基速率常数的对数进行相关性分析。结果发现：O-H BDE是一个很好的表征酚类抗氧化剂清除自由基活性的理论参数；EHOMHO仅能表征单酚化合物，对含有多个酚羟基并形成分子内氢键的酚类化合物是无效的；其它的静态参数不能衡量酚类抗氧化剂清除自由基的活性。因抗氧化剂的油水分配系数（logP）和酚羟基氢的溶剂可接近性（H-Surf）也对其活性有一定影响，所以在论文中采用的理论指标包括：O-H解离能、logP以及H-Surf和EHOMO。 w③3。定量构效关系的总结 用AM1八M z／鸵［YP仔－3ZC（p’）方法和其他 物理化学方法计算了21种酚类抗氧｛剂物化参数包括介H 8口巳印O＊O，比炉＊。12；H－S22f，结合实验所测得的抗氧化剂抑制脂质过氧化效率＊P％，借助相关性分析建立抗氧化剂活性与物化参数之间相关性最好的关系式。即得到邯AR。其方程为：［＊％＝4、4一／凸＊。。＋6、S？Xb铲MLP一717D73巳！0M0个Z，u3丫H一SLlff—N乙u；卜0、9入丐．阐释结构回素对卜H解离能的影响 结构回素主要是指酚类抗氧化剂的取代基。驭代基对0－H 解离能n引的影响包括电子效应和分子内氢键效应。对对位取代的单酚。酚氧自由基的稳定性＜SPR)。毋体分子的稳定性 u陀)和相对0－Z￥SDE与［ammett常数口。”及共振常数n”有很好的相关性，由此得出单酚的O－H BDE主要是由共振常数R”决定。对邻位羟基苯酚来说，其 O。H B DE不仅受电子效应影响，而且受分子内氢键影响。前者对降低 O－H BDE的贡献为 4．80heal／mol，后者为 5。18 heal／Inol；故一个邻位羟基对降低 O－H BDE的贡献为 10．58 heal／mol；这一值可作为一常数。用于通过加和性规则来计算取代的儿茶酚化合物的O、I4BDE、对于黄酮类化合物，尽管 l。4 0比och酮增大与儿茶酚的共轭，但它的吸电子效应增加 SPM，降低 SPR；因此其 O－H BDE将增加大约 3 heal／mof（相对与儿茶酚）。当 l，4毗0南酮与儿茶酚的共轭性较差时，对 O－H BDE的影响很小。主黄酮类化合物的构效关系可得到：儿茶酚是黄酮类化合物抗氧化活性必需的部分。对几种黄酮类化合物计算表明：C环上2，3双键与个氧代并不总是有利于增加黄酮类化合物清除自由基活性，除非存在3位羟基。5．对天然抗氧化剂清除自由基活性构效关系的理论解释 五味子素是传统中药五味子的有效成分，包括8 种联苯环辛烯 11 孙友敏 山东帅他人学顺l：学位沦义类木质素。药理实验表明，五味子素有很强的抗氧化作用，不但可高效清除羟基自田基｛OH)和超氧阴离子自山基（OZ“卜还可有效保护细胞膜兔受自由基损伤。对五味子素清除自山基的构效关系研究指出：1）具有二氧甲基基团的五味子素抗氧化活性高；且具有量效关系，即二氧甲基基团越多，活性越高；2) 对不同异构体，S卜)型活性高于 以)型。并根据构效关系设计出活性更高的联苯环辛烯类抗氧化剂。 Thiazolidinone衍生物（Thlazolldlnone derivatives，简称 TD）是一类新型的 C／寸A抗剂，具有阻止 C／”过量和抗膜脂氧化的作用。实验己表明TD 可以抑制心肌缺血再灌引起的心率不齐和降低心肌梗塞的面积。TD的抗氧化活性在其药理作用中是非常重要的。研究其结构－活性关系得出：和大多数酚类抗氧化剂一样；TD A环的酚羟基是活性中心，B环N上的C链长度对活性影响不大：而当B环的O换为S时，其活性明显下降。