Приведем несколько примеров качественной и количественной корреляции между квантовохимическими индексами и токсичностью.
Пюльман (1966) обратил внимание на то, что у конденсированных ароматических углеводородов проявление канцерогенности связано с весьма тонкими изменениями структуры.
Впервые канцерогенное действие этих соединений проявляется у структур, имеющих не менее четырех конденсированных бензольных колец, при этом из шести возможных молекул с четырьмя кольцами только одна определенно активна, а именно молекула бенз [3,4] фенантрена; из 15 возможных углеводородов с пятью конденсированными кольцами только пять оказались активными. Среди ряда молекул с шестью конденсированными кольцами оказались только три канцерогена (смотрите рисунок ниже).
Смотрите рисунок и описание к нему ниже — Связь структуры и канцерогенности для ароматических конденсированных углеводородов (по данным Пюльмана, 1966)
1 — дибенз [1,2 : 6,7] пирен; 2 — дибенз [ 1, 2, 3, 4] пирен; 3 — нафто [2,3:3,4] пирен; 4 — дибенз [3,4 : 8,9] — пирен; 5 — дибенз [3,4 : 6,7] пирен; 6 — дибенз [3,4 : 9,10] пирен; 7 — К и L — области бенз [1,2] антрацена.
Исследования показали, что для канцерогенности важно наличие двух областей, играющих важную роль в определении реакционной способности молекул: область мезофенантренного типа (связь 9 — 10 фенантрена), названная L — область, наиболее пригодная для присоединения в ортоположении, и мезоантраценная область (связь 9 — 10 антрацена), названная L-область, наиболее пригодная для присоединения в параположении.
Правило, изложенное Пюльманом, заключается в том, что вещество является канцерогеном, если К-область по реакционной способности высокоактивна (индекс ≤3,31 β), а L-область малоактивна (индекс ≥ 5,66 β).
По мнению Пюльмана, фундаментальность этого утверждения обусловлена тем, что для канцерогенного действия ХС реакция с клеточным рецептором должна пройти по К-области, конкурентной является реакция по L-области, не приводящая к канцерогенному действию.
В более поздних работах было показано, что конденсированные ароматические углеводороды делятся на канцерогены и неканцерогены по сумме электрофильных делокализуемостей на атомах К-области и L-области (Mainster, Memory, 1967), по π-заселенности перекрывания связи, по Малликену, для К-области (Duke et al., 1975).
В работах этого типа показана необходимость учета в ряде случаев геометрии молекул.
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков