構效關係
電子等排體
機器裡的某些零件之所以可以互換,是因為它們大小和形狀相同,哪怕材質不同。電子等排體就是這樣一種化學「零件」:一個原子或基團之所以能替換另一個,是因為兩者在大小、形狀和電子排布上相似,以致於分子在物理上幾乎察覺不到這一替換。
這個術語在歷史上源自物理學——原子數相同、價電子數也相同的原子或基團被稱為電子等排,例如經典的 N2 與 CO,或作為二價橋的 –O–、–NH–、–CH2– 與 –S–。在醫藥化學中,電子等排體是指那些在空間和電子性質上被判定足夠相似的基團,以致在重塑分子性質時,用其一替換其二是一種合理的設計手段。
電子等排性是一條關於物理相似性的指導經驗,而非生物等效性的保證。兩個在形式上等排的基團,可能在 pKa、氫鍵能力、親脂性或代謝命運上大相逕庭,所以一次紙面上看似保守的等排替換,實踐中可能改變活性或 ADMET。當這種替換特別地在改善性質的同時保留了生物活性時,就稱之為生物電子等排體。
把一個二價的 –CH2– 連接基換成 –O– 或 –NH–,是經典的電子等排操作;鏈長得以保持,但電子性質和氫鍵能力隨之改變。
電子等排體保持大小和形狀;至於是否保持活性,則必須經由測試。
電子等排體是更寬泛的結構性概念;生物電子等排體則是其功能性的精煉,不僅要求物理上的相似,更要求生物活性得以保留。
又稱
另見