Прогноз и молекулярный дизайн гетероорганических соединений с комплексом заданных свойств : Разработка методов, программная и практическая реализация

• Автор: Кирлан, Владислав Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 343 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Обзор литературы
1.1. Предпосылки и возможности молекулярного дизайна и прогноза химических соединений с заданными свойствами
1.2. Способы описания структуры соединений
1.3. Характеристика методов выявления закономерностей qspr и яэаг.
1.4. Подходы и компьютерные системы выявления связи между строением и свойствами химических соединений
1.5. Характеристики классов исследуемых соединений
1.5.1. Характеристика производных бензимидазола и их антигельминтная активность
1.5.2. Анализ зависимостей между строением и гербицидным действием гетероциклических производных
амидо-и иминосодержащих гетероциклических соединений
1.5.3. Характеристика биологической активности производных оксикарбоновых кислот
1.6. Заключение по литературному обзору
2. Разработка методов, алгоритмов и программная реализация модулей системы исследование связи «структура-свойства» прогноза и дизайна
2.1. Разработка метода формирования решающего набора признаков
2.2. Разработка модуля формирования исходной информации на
основе различных систем ввода молекулярных структурных формул
2.2.1. Разработка алгоритмов выявления циклических систем, приведение их к псевдоканоническому коду, сравнение и идентификация
2.2.2. Разработка алгоритма приведения нумерации элементов структуры к псевдоканоническому виду
2.3. Разработка метода прогнозной оценки соединений с широким диапазоном оценок свойства
2.4. Разработка системы прогноза взаимонезависимых свойств на
основе банка моделей

2.5. Программная реализация компьютерной системы анализа связи «структура свойства» с применением рассмотренных подходов
2.5.1. Компьютерная система исследования связи
«структура-свойства» SARD-
2.5.2. Программная реализация метода сокращения признакового пространства
2.5.3. Программная реализация конвертора различных систем
ввода
2.5.4. Разработка модуля комплексного прогноза и дизайна «взаимозависимых» свойств на основе многоуровнего
иерархического прогнозирующего комплекса
2.5.5. Разработка модуля комплексного прогноза и дизайна «взаимонезависимых» свойств
2.5.6. Разработка модуля анализа и визуализации результатов
различных этапов исследования связи «строение-свойства»
2.5.6.1. Диспетчерское, аналитическое и графическое представление расчетных процедур системы исследования
связи «структура-свойства»
2.5.6.2. Графическое и матричное представление направлений
дизайна и целенаправленного синтеза исследуемых структур
2.5.7. Системное меню SARD-
3. Анализ связи «структура -активность» производных бензимидазола
3.1. Характеристика массивов исследуемых структур
3.2. Характеристика моделей антигельминтной активности
3.3. Анализ характера влияния признаков на антигельминтную активность
3.4. Дизайн и прогноз
3.5. Сравнение результатов разных систем ввода
структурной информации
4. Исследование связи «структура-токсичность», прогноз токсичности производных оксикарбоновых кислот

4.1. Формирование математических моделей прогноза интервальных значений токсичности (арил)гетерилпроизводных оксикислот (АГОК)
4.2. Формирование иерархического комплекса прогноза
токсичности (арил)гетерилпроизводных оксикислот
5. Комплексный дизайн и прогноз производных бензимидазола, сульфонилмочевины и оксикарбоновых кислот
5.1. Дизайн и прогноз производных бензимидазола по
антигельминтной активности и токсичности
5.2. Дизайн и прогноз производных сульфонилмочевины
5.2.1. Анализ направлений модификации и целенаправленного
синтеза
5.2.2. Молекулярный дизайн производных сульфонилмочевины и других амидо и иминосодержащих гетероциклических
соединений
5.3. Прогноз комплекса целевых свойств производных
оксикарбоновых кислот
6. Описание работы с системой SARD-
6.1. Описание модуля формирования исходной информации на основе различных систем ввода молекулярных
структурных формул
6.2. Описание модуля формирования банка моделей
6.3. Описание модуля формирования таблицы моделей
6.4. Описание модуля формирования схем обхода по ЭПК
6.5. Описание модуля визуализации процесса выполнения и результатов исследования
6.5.1. Описание модуля просмотра структур в химическом виде
6.5.2. Описание модуля просмотра файлов очередности замены
6.5.3. Описание модуля просмотра любых файлов
6.6. Описание модуля визуализации анализа мест замены
исследуемых структур
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

2-бензимидазолкарбаминовой кислоты [109-114], можно предположить, что заместители, вводимые к азоту анилинового фрагмента молекулы эфира, такие как остатки карбоновых кислот, не должны быстро отщепляться в организме животного и эмбриона, давая исходный эфир, который является токсичным соединением. Этому требованию отвечают ароматические кислоты, у которых оба орто-положения имеют достаточно объемные заместители, находящиеся в одной плоскости с карбанилидной группой и способные препятствовать атаке нуклеофила, например гидроксила, по углеродному атому карбонильной группы.
Однако, несмотря на синтез значительного числа производных метилового эфира 2-бензимидазолкарбаминовой кислоты, проявляющих высокую гельминтоцидную активность [109-114], у некоторых соединений данного класса обнаружено наличие побочного действия (эмбриотоксичное, тератогенное, генотоксическое и др.). Это ограничивает возможности их практического применения. Поэтому поиск новых нетоксичных антигельминтных препаратов в этом классе соединений является весьма важной задачей.
1.5.2. Анализ зависимостей между строением и гербицидным действием гетероциклических производных амидо-и иминосодержащих гетероциклических соединений
Зависимости между строением и действием в амидо-и иминосодержащих гетероциклических соединений являются предметом внимания исследователей. Зависимости между структурой и активностью изучаются различными методами: от визуально-аналитических и
формализованных методов до механизмов.
Результаты анализа взаимосвязи структура-активность позволяют обнаружить общие физико-химические свойства, фрагменты и другие характеристики молекул, связывающие их со свойствами гербицидов.
В литературе описаны отдельные эмпирические зависимости связи структуры амидо-и иминосодержащих гетероциклических соединений с гербицидной активностью.
Levitt [115] предполагает, что для проявления гербицидной активности структура должна иметь определенные заместители при