构效关系

电子等排体

机器里的某些零件之所以可以互换,是因为它们大小和形状相同,哪怕材质不同。电子等排体就是这样一种化学"零件":一个原子或基团之所以能替换另一个,是因为两者在大小、形状和电子排布上相似,以至于分子在物理上几乎察觉不到这一替换。

这个术语在历史上源自物理学——原子数相同、价电子数也相同的原子或基团被称为电子等排,例如经典的 N2 与 CO,或作为二价桥的 –O–、–NH–、–CH2– 与 –S–。在医药化学中,电子等排体是指那些在空间和电子性质上被判定足够相似的基团,以致在重塑分子性质时,用其一替换其二是一种合理的设计手段。

电子等排性是一条关于物理相似性的指导经验,而非生物等效性的保证。两个在形式上等排的基团,可能在 pKa、氢键能力、亲脂性或代谢命运上大相径庭,所以一次纸面上看似保守的等排替换,实践中可能改变活性或 ADMET。当这种替换特别地在改善性质的同时保留了生物活性时,就称之为生物电子等排体。

把一个二价的 –CH2– 连接基换成 –O– 或 –NH–,是经典的电子等排操作;链长得以保持,但电子性质和氢键能力随之改变。

电子等排体保持大小和形状;至于是否保持活性,则必须经由测试。

电子等排体是更宽泛的结构性概念;生物电子等排体则是其功能性的精炼,不仅要求物理上的相似,更要求生物活性得以保留。

又称
isosteric replacement等排替换等排替換