萜类驱避剂与引诱物缔合作用对驱避活性影响的研究

申请者在上一个国家基金项目中发现，驱避剂与嗅觉引诱物L-乳酸的缔合作用对驱避活性的影响显著，并通过不同化学类型的驱避剂进行了初步证实。国内外迄今未见类似报道。对最重要的5-8种嗅觉引诱物与驱避剂的缔合作用及其对活性的影响进行深入和全面的研究，从而提高对驱避剂分子结构特征和驱避作用过程的认识，是一个极具意义的研究课题。.本项目拟在前期研究基础上，从萜类驱避剂与包括L-乳酸在内的主要嗅觉引诱物的缔合作用入手，使用一系列计算化学软件，对缔合作用进行计算；结合相关学科进展，设计并算得特征结构描述符；经计算和分析后，获得缔合作用对活性的影响规律和定量关系；总结萜类驱避剂的分子结构特征；设计合成新的萜类驱避剂，进行活性测定和检验后，完善研究结果。本项目将为驱避剂新品种开发和驱避作用机理研究提供新依据，促进我国绿色驱避剂的开发和松节油等天然萜类资源的深度加工利用。

本项目在前期研究基础上，新合成了多个系列的萜类驱避化合物；选择9种主要嗅觉引诱物开展研究，包括CO2、L-乳酸、氨分子、1-辛烯-3-醇、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸。利用GaussiaView软件构建了萜类驱避化合物、引诱物单体，以及二者可能形成缔合体的三维分子结构，用Gaussian03W对这些结构进行了优化，获得了最低能量的优势构象，并计算了缔合前后的能量差值、2个分子之间的距离和交角。通过Ampac 和Codessa软件计算分子结构的描述符，结合相关学科进展，设计特征描述符。以萜类驱避化合物对白蚊伊蚊（Aedes albopictus）校正驱避率为活性数据，利用Codessa获得了一系列缔合体相关描述符与驱避活性的定量构效关系模型，并通过筛选和检验得到最佳计算模型。在此基础上，总结萜类驱避剂的分子结构特征，设计合成新的萜类驱避剂，进行活性测定和检验后，完善对定量模型的认识。研究结果显示，萜类驱避化合物与引诱物之间存在类似氢键的缔合作用。定量构效关系模型显示来自缔合体的描述符与驱避活性存在显著的相关性，提示缔合作用对驱避活性存在显著影响。影响驱避活性的缔合体因素主要是缔合体的大小、形状、构象、自旋性质以及缔合能量。根据这些研究结果推测，驱避剂与引诱物分子间的缔合作用之所以能影响驱避活性，有可能是驱避剂对人体皮肤分泌物和人体呼出物中的嗅觉引诱物具有按一定约束作用有关。缔合作用究竟是如何影响驱避活性的，还有待更为深入的研究，这方面的深入研究对于驱避机理研究也极具意义。本项目的研究结果将为驱避剂新品种开发和驱避作用机理研究提供新依据，促进我国绿色驱避剂的开发和松节油等天然萜类资源的深度加工利用。