构效关系

Free–Wilson 分析

想象分子上的每个取代基都赚得或扣掉固定数量的"活性分",而一个化合物的总活性就是其各部分所有得分的简单加总。Free–Wilson 分析正是由 Spencer Free 与 James Wilson 于 1964 年提出的方法,它把恰恰是这种可加性记账方式拟合到一组类似物上。

在机制上,它建立起一个回归模型,其中每个化合物的活性等于一个基线值,加上每个变换位置上所占据取代基的一项贡献。把该模型拟合到一个同系列中所测得的活性上,便能为每个位置上的每个基团得出一个贡献值。与 Hansch 型 QSAR 不同,Free–Wilson 不使用任何外部理化参数;取代基只是"存在或不存在"的指示变量,这使它成为一种直接从数据中读出每个基团平均效应的干净方法。

Free–Wilson 分析直观、且无需任何实测性质,至今仍是一种有用的描述性工具——其现代后裔正是匹配分子对统计的基础。它内置的假定是严格的可加性:它假设取代基的贡献彼此独立、且只是简单相加,因此无法描述位置之间的相互作用或活性悬崖,而且它只能在数据集中已有的取代基之间内插,绝不能预测一个它未曾见过的基团。

对同一骨架的五十个类似物进行拟合,模型为每个取代基赋予一个数值化的活性贡献,于是化学家可以直接读出:间位 CN 大约增加一个对数单位,而对位 OMe 则略有扣减。

每个基团获得一个可加的活性分值,无需任何外部参数,直接从系列数据中读出。

Free–Wilson 以可加性为前提;而活性悬崖恰恰是可加性失效之处,因为两个位置发生了相互作用。Free–Wilson 拟合得差,本身就可能暗示存在这种非可加效应。

又称
Free–Wilson methodFree–Wilson 法Free–Wilson 法