
【化】 isostere
electron
【化】 electron
【医】 e.; electron
【化】 isostere
【医】 isostere
电子等排物(Isosteres)是化学领域的重要概念,指具有相似电子结构和物理性质的原子、离子或分子。这一术语源自希腊语"isos"(相等)和"stereos"(空间),强调电子排布与空间构型的等效性。例如一氧化碳(CO)与氮气(N₂)互为电子等排物,二者拥有相同价电子数(10个)和相似的分子轨道排布。
该概念最早由美国化学家Irving Langmuir于1919年提出,其核心理论认为:当两个分子或基团的电子总数相同,且原子核外电子排布方式近似时,它们的物理性质(如极性、折射率)会产生相似性。现代研究发现这种等效性可延伸至生物活性领域,如药物设计中常用氟原子替代氢原子形成电子等排体,既保持分子体积相近(范德华半径:H=1.20Å,F=1.47Å),又能增强代谢稳定性。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,电子等排关系需满足以下数学条件: $$ E_A = EB sum{i=1}^n ei^A = sum{j=1}^m e_j^B $$ 其中$E$表示总电子数,$e_i$为各原子的价电子数。典型应用包括:磺胺类药物开发时用-SO₂-替代-CO-基团,以及半导体材料中磷化镓(GaP)与砷化镓(GaAs)的等排置换。
(参考来源:1.《高等有机化学》第5版;2. Journal of the American Chemical Society 1919年刊;3. IUPAC术语数据库)
电子等排体(或电子等排物)是指具有相似外层电子数目、立体构型及理化性质的原子、离子、分子或基团。这一概念广泛应用于化学和药物设计领域,通过替换分子中的特定基团来优化化合物的性质。以下是详细解释:
电子等排体的核心特征是外层电子数目相等,且具有相似的立体构型和电子分布。例如:
经典电子等排体
基于元素周期表同族或相似元素,例如:
非经典电子等排体
基于功能相似性,如:
生物电子等排体
在药物化学中,替换基团可能产生相似或相反的生物活性。例如:
不同领域对电子等排体的定义可能侧重不同,例如:
如需更完整的分类或案例,可参考药物化学相关文献或网页来源。
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