構效關係

Free–Wilson 分析

想像分子上的每個取代基都賺得或扣掉固定數量的「活性分」,而一個化合物的總活性就是其各部分所有得分的簡單加總。Free–Wilson 分析正是由 Spencer Free 與 James Wilson 於 1964 年提出的方法,它把恰恰是這種可加性記帳方式擬合到一組類似物上。

在機制上,它建立起一個迴歸模型,其中每個化合物的活性等於一個基線值,加上每個變換位置上所佔據取代基的一項貢獻。把該模型擬合到一個同系列中所測得的活性上,便能為每個位置上的每個基團得出一個貢獻值。與 Hansch 型 QSAR 不同,Free–Wilson 不使用任何外部理化參數;取代基只是「存在或不存在」的指示變數,這使它成為一種直接從資料中讀出每個基團平均效應的乾淨方法。

Free–Wilson 分析直觀、且無需任何實測性質,至今仍是一種有用的描述性工具——其現代後裔正是匹配分子對統計的基礎。它內建的假定是嚴格的可加性:它假設取代基的貢獻彼此獨立、且只是簡單相加,因此無法描述位置之間的交互作用或活性懸崖,而且它只能在資料集中已有的取代基之間內插,絕不能預測一個它未曾見過的基團。

對同一骨架的五十個類似物進行擬合,模型為每個取代基賦予一個數值化的活性貢獻,於是化學家可以直接讀出:間位 CN 大約增加一個對數單位,而對位 OMe 則略有扣減。

每個基團獲得一個可加的活性分值,無需任何外部參數,直接從系列資料中讀出。

Free–Wilson 以可加性為前提;而活性懸崖恰恰是可加性失效之處,因為兩個位置發生了交互作用。Free–Wilson 擬合得差,本身就可能暗示存在這種非可加效應。

又稱
Free–Wilson methodFree–Wilson 法Free–Wilson 法