本论文共分为四章,第一章为绪论,综述了含氟药物的进展以及含氟配体与蛋白之间非共价相互作用的国内外研究进展;第二章主要为开发19F NMR作为工具来检测氟取代的苯基化合物中的阻转异构体;第三章探讨了电子效应对氟与酰胺及碳氢基团之间的非共价相互作用的影响;第四章对氟与酰胺及碳氢基团之间的非共价相互作用做了总结,并对该应用的前景做了展望。含氟化合物是最丰富的有机卤化物,被广泛应用于药物活性分子设计。氟原子经常被引入先导化合物中以改善其物理化学性质,以及其吸收、分布、代谢和排泄特征。因此,生物活性分子的选择性氟化是设计新药物以提高药物有效性、生物半衰期和生物吸收的公认策略。这在不断增加的氟化药物数量或进入临床试验的候选药物数量中是显而易见的。氟与蛋白质的作用主要为氟与肽键即酰胺键以及氟与碳氢官能团的非共价相互作用,这是一种非常微弱的作用力,据测算,其自由能大小在0.3到0.6千卡每摩尔。如何解析并量化这种弱的相互作用力,并根据相关结果来设计药物活性分子,在结构的关键部位氟化以提高药效,改善活性分子的成药性是非常困难的,但对于药物化学来说意义重大。19F NMR作为工具可以检测氟取代的苯基化合物中化学键的旋转,通过改变氟原子周围环境中的电子效应,可以解析氟原子与酰胺键以及碳氢官能团的非共价相互作用,从而为活性分子设计提供理论依据。氟的神奇效应主要归因于其参与的非共价相互作用,这在药物化学和生物化学,例如在药物活性分子设计、分子构型构象研究、分子建模、含氟蛋白质结构研究等方面均有广泛应用。在药物活性小分子设计中的应用最为普遍,引入氟原子可以优化分子构象,增强配体与靶点蛋白质的结合力。由于氟与蛋白之间的非共价相互作用,在分子结构中添加氟原子通常可起到改变分子构象,改善与生物靶点的结合亲和力的作用,并因此改善候选分子药效。