基于区间活性数据的定量结构-活性关系

利用贝叶斯统计方法构建了基于区间活性数据的取代苯胺和苯酚类化合物对大型溞(Daphnia magna)24 h急性毒性的定量结构-活性关系模型,并与基于平均数和中位数的点估计活性数据的定量结构-活性关系模型进行了比较.结果表明,前者可以充分利用化合物的活性数据信息,模型具有更好的拟合效果与预测能力以及较宽的应用范围.基于区间活性数据的定量结构-活性关系模型可为生态风险评价等提供更加可靠的预测数据.     

取代苯甲醛衍生物的定量结构—活性关系（QSAR）研究

本文研究了反应性化合物取代苯甲醛衍生物对大型蚤的４８ｈ急性毒性,建立了定量结构－活性关系模型,探讨了其毒性作用机制,发现其毒性主要取决于苯环上取代基的Ｈａｍｍｅｔｔ电效应常数。模预测结果与实验结果基本一致。     

有机化学品生物富集因子定量结构-活性关系模型

依据经济合作与发展组织(OECD)关于定量结构-活性关系(QSAR)模型构建和使用导则,将780个有机化合物,以4:1的比例随机划分为训练集(624个化合物)和验证集(156个化合物),通过多元线性回归(MLR)方法构建了一个包含12个描述符的有机化合物鱼类生物富集因子(BCF)的QSAR模型。QSAR模型的调整决定系数R_adj²=0.809,去一法交叉验证系数Q_LOO²=0.803,外部验证系数Q_EXT²=0.732,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性和预测能力。采用欧几里德距离方法表征模型应用域,通过威廉姆斯图分析模型离群点,并对模型进行机理解释。所构建的模型,可以用于预测应用域内有机化学品的生物富集因子。     

卤代有机化合物生物富集因子的定量结构-活性关系模型

依据经济合作与发展组织(OECD)关于定量结构-活性关系(QSAR)模型构建和使用导则,通过多元线性回归(MLR)方法建立了一个包含9个描述符的卤代有机化合物鱼类生物富集因子(BCF)的QSAR模型。QSAR模型的调整决定系数R²_adj = 0.877,去一法交叉验证系数Q²_LOO= 0.873,外部验证系数Q²_EXT= 0.757,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性和预测能力。采用欧几里德距离方法表征了模型应用域,并对模型进行了机理解释。所构建的模型,可以用于预测应用域内卤代化合物的BCF。     

三氯杀虫酯类似物的结构—活性定量关系

三氯杀虫酯是一种防治蚊、蝇效果较好的杀虫剂,它在生物体内易降解,并对哺乳动物的毒性低,所以这一药剂近年来已被广泛应用于防治卫生害虫.为了寻找杀虫性能更优异的化合物,从定量的角度来探讨化学结构与生物活性的相关性,以期提高化合物的分子设计与筛选的效果.本文利用物化多参数回归分析法,对我们所合成的三氯杀虫酯类似物进行了研究.     

水相中有机化学品和卤素自由基反应速率常数的定量结构-活性关系模型

卤素自由基尤其是氯自由基在污水中难降解污染物的降解以及表层海水中环境微污染物的降解过程中发挥重要作用,能够影响污染物的环境持久性与毒性风险。在污水及表层海水中存在着多种多样的有机污染物,单纯依靠实验手段测定它们和氯自由基的反应速率常数费时费力并且成本较高。因此本研究通过发展氯自由基与有机污染物的反应速率常数的QSAR模型来实现反应速率常数的定量预测。本研究搜集了28种有机化合物与Cl^·的反应速率常数以及18种有机化合物与Cl₂^·−的反应速率常数的实测值,采用多元线性回归(MLR)分别建立了QSAR模型。$ text{lg}{text{k}}_{text{Cl·}}= $11.133 − 7.236 × Dv − 0.087 × VE3sign_RG + 0.569 × GATS5e − 0.158 × H-051。$ text{lg}{text{k}}_{text{Cl·}} $的QSAR模型的校正决定系数(R²_{adj, tr})为0.810,均方根误差(RMSE_train)为0.34,去一法交叉验证系数(Q²_LOO)为0.716,外部验证系数Q² _ext = 0.793;$ text{lg}{text{k}}_{{text{Cl}}_{text{2}}{text{·}}^{text{-}}} $= 3.657 + 0.374 × RDF010s − 0.037 × ATSC5s + 0.073 × L/Bw。$ text{lg}{text{k}}_{{text{Cl}}_{text{2}}{text{·}}^{text{-}}} $QSAR模型R²_{adj, tr}为0.902,RMSE_train为0.29,Q²_LOO为0.839,Q²_ext为0.629。表明两个模型具有较高的拟合优度、稳健性和预测能力。应用域表征结果显示所选择的模型具有较好的代表性,所有化合物均在应用域范围内。所构建的模型可以实现含羟基,羰基,羧基等多种官能团有机化合物$ {text{k}}_{text{Cl·}} $及$ {text{k}}_{{text{Cl}}_{text{2}}{text{·}}^{text{-}}} $的定量预测。     

双酚A类似物雌激素干扰效应的定量结构-活性关系模型

由于双酚A(BPA)具有内分泌干扰等毒性效应,有些国家已经开始限制其在部分工业品生产中使用。一些双酚A类似物因用于替代BPA而被大量使用。因其与双酚A具有相似的分子结构,双酚A类似物是否也具有内分泌干扰等毒性效应受到越来越多的关注。采用逐步多元线性回归(MLR)方法,构建了可预测双酚A类似物雌激素效应的定量结构-活性关系模型。模型的决定系数R²=0.899,去一法交叉验证系数Q²_LOO=0.868,Bootstrapping验证系数Q²_BOOT=0.755,均方根误差RMSE=0.339,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性;验证集决定系数R²_EXT=0.921,外部验证系数Q²_EXT=0.810,均方根误差RMSE=0.638,表明模型具有较好的预测能力。采用欧几里德距离方法和Williams图表征了模型应用域,依据分子描述符对模型进行了机理解释,并用所建模型,填补了22种其他双酚A类似物缺失的雌激素干扰效应数据。     

有机污染物的单电子氧化结构-反应活性定量构效关系

单电子氧化反应是自然界中普遍存在的一种弱氧化反应过程,但不同有机污染物的单电子氧化反应活性具有显著差异,实验筛选需要耗费大量时间和成本.而氧化体系中有机污染物的反应速率常数是衡量其单电子反应活性的一个重要参数.因此,本文首先通过文献系统总结氧化锰体系24种有机污染物的反应动力学速率常数,并基于密度泛函理论（DFT）计算不同有机污染物的电子结构特征参数,进一步采用非线性回归及多元线性回归的方法将不同有机污染物的电子结构特性与单电子氧化的反应速率常数之间构建定量构效关系（QSAR）模型,最后采用留一法对构建的模型进行内部验证;并通过实验补充有机污染物的单电子氧化反应速率常数来验证QSAR模型的预测能力.结果表明,根据文献总结91组氧化锰准一级和二级动力学反应体系构建并筛选得到的最优QSAR模型,均展现了较好的拟合度（R₁²=0.845,R₂²=0.928）,且经过实验总结18组数据进行内外部验证确认了其稳定性(Q²_LOO1=0.801,Q²     

有机污染物的单电子氧化结构-反应活性定量构效关系

单电子氧化反应是自然界中普遍存在的一种弱氧化反应过程,但不同有机污染物的单电子氧化反应活性具有显著差异,实验筛选需要耗费大量时间和成本.而氧化体系中有机污染物的反应速率常数是衡量其单电子反应活性的一个重要参数.因此,本文首先通过文献系统总结氧化锰体系24种有机污染物的反应动力学速率常数,并基于密度泛函理论（DFT）计算不同有机污染物的电子结构特征参数,进一步采用非线性回归及多元线性回归的方法将不同有机污染物的电子结构特性与单电子氧化的反应速率常数之间构建定量构效关系（QSAR）模型,最后采用留一法对构建的模型进行内部验证;并通过实验补充有机污染物的单电子氧化反应速率常数来验证QSAR模型的预测能力.结果表明,根据文献总结91组氧化锰准一级和二级动力学反应体系构建并筛选得到的最优QSAR模型,均展现了较好的拟合度（R₁²=0.845,R₂²=0.928）,且经过实验总结18组数据进行内外部验证确认了其稳定性(Q²_LOO1=0.801,Q²     

基于TLSER和QSPR关系预测PAHs和PCBs的LDPE膜-空气分配系数

有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(K_P),是测定环境中有机污染物浓度的重要参数,但K_P值大部分都需要经过繁琐的实验测定获取,无法逐个测定数量繁多的污染物,因此需开发一种预测K_P值的方法。为此,搜集整理了一些多环芳香烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的低密度聚乙烯(LDPE)-空气分配系数(K_PA)的实测值,基于理论线性溶解能(TLSER)和定量结构性质关系(QSPR),利用逐步多元线性回归(MLR)分别构建了预测K_PA值的模型。模型的决定系数R_adj²分别为0.927和0.956,交叉验证系数Q_LOO²分别为0.915和0.946,外部系数Q_ext²分别为0.913和0.960。结果表明,2种模型具有良好的拟合优度、稳健性和预测能力,并解释了模型的机理。所构建的2种模型均可用来预测应用域内有机污染物的LDPE膜-空气分配系数。     

部分硝基芳烃对鲤鱼的急性毒性及定量构效关系

本文报告了２６个硝基芳烃大对鲤鱼的急性毒性，应用ＬＳＥＲ法得出了相关关系显著的ＱＳＡＲ方程。化合物分子的本征体积是毒性的主要影响因素。硝基芳烃的毒性随着分子本征体积，αｍ和Ｉ值的增大而增大，随着βｍ值的增大而减小。     

乙腈溶剂中单壁碳纳米管与常见有机化合物的相互作用

以单壁碳纳米管(SWCNTs)为固定相,采用高压匀浆法,制备HPLC色谱柱.测定乙腈相中18种有机化合物在SWCNTs色谱柱上的保留因子,研究SWCNTs与化合物的相互作用.结果表明,有机化合物取代基的种类和个数、杂原子的个数影响乙腈相中有机化合物与SWCNTs的相互作用.采用线性溶解能关系(LSER)定量表征SWCNTs与有机化合物的相互作用,所构建的LSER模型具有较强的拟合能力(R2=0.844)和稳健性(Q2LOO=0.768),发现π-/n-电子对作用和空穴/弥散作用是控制SWCNTs与有机化合物相互作用的主要因素.     

应用理论线性溶解能关系预测部分卤代芳烃的正辛醇／空气分配系数

以线笥溶解能关系（ＬＳＥＲ）理论为基础推导出一种理论线性溶解能关系（ＴＬＳＥＲ）模型。采用量子化学ＰＭ３算法,计算了部分卤代芳烃的分子平均极化率（α）等参数,并成功地应用于部分卤代芳烃正辛醇／空气分配系数（Ｋｏａ）的拟合与预测。研究表明,极化率是影响这些卤代芳烃的Ｋｏａ值的唯一参数,Ｋｏａ值随着极化的增大而增大。     

有机磷类杀螺增效剂在土壤中的吸附行为

通过测定16个有机磷类杀螺增效剂在安徽省宿县土壤中的有机碳吸附系数(KOC),研究了该类化合物的环境行为;并用碎片分子连接性指数(FMCIs)和线性溶剂化能参数(LSERs)结构描述符,与土壤有机碳吸附系数之间进行了定量结构-性质相关(QSPR)分析。所得到的两组预测方程,可用于该类化合物的生态风险评价。     

基于线性溶解能关系预测污染物在被动采样材料与环境介质之间的分配系数

半透膜采样装置(SPMD)作为一种重要的被动采样器,被用于监测有机污染物的环境水平.SPMD的采样材料是置于低密度聚乙烯\"口袋\"中的三油酸甘油酯.根据有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(包括被动采样材料/空气分配系数KSA和被动采样材料/水分配系数KSW)值,可估算SPMD的采样速率,也可计算环境中污染物的浓度.但目前仅有几十个KSA和KSW值,制约着SPMD的进一步应用.本研究基于线性溶解能关系(LSER)理论,搜集和计算了污染物的LSER参数,应用多元线性回归分析,分别建立了预测KSA和KSW的LSER模型.模型覆盖的污染物类型包括:多环芳烃、多氯联苯、氯苯、氯代苯酚、有机氯农药、除虫菊酯、有机磷和有机硫化合物.模型具有较强的拟合能力、稳健性和预测能力,并能够揭示和解释污染物在被动采样材料/环境介质间分配的影响因素和机理.     

苯砜基化合物溶解度和分配系数的测定与估算

本文应用线溶剂化能相关法研究了３２种类砜基化合物的溶解度及分配系数与溶剂化显色参数之间的相关性，结果表明，溶解度和分配系数与溶剂化显色参数呈良好的线性关系，测定值与估算值吻合得很好。     

分子表面积的精确和经验计算及其在QSAR中的应用

本文列出了精确计算分子表面积的公式，在分子几何结构优化的基础上，可用此式得到准确的分子表面积，用该法对２０种氯代酚进行了计算，所得分子表面积能很好地预言其正辛醇／水分配系数，并且用分子表面积（或取代基数）加上ＯＨ基的表面积，能很好预言其对发光菌的产性。此外，还提出了计算公子表面积的经验方法－碎片加和法，此法应用于某些取代烃化合物，也得到正辛醇／水分配系数很好的相关性。     

苯甲酰苯胺类化合物溶解度和分配系数的测定及定量结构—性质相关研究

本文采用摇瓶法测定了１４各甲酰苯胺类化合物的溶解度及正辛醇／水分配系数,二者之间具有较好的相关性,应用线性溶剂化相关方法获得的相关方程,能更好地预测测苯甲酰苯胺类化合物的的水溶解度和正辛醇／水分配系数。     

水中有机物与羟基自由基反应的QSAR分析

本文利用文献提供的有机物与羟基自由基反应的速率常数,分别分析了羟基自由基与苯甲酸类、酚类、烷烃及其衍生物、以及小分子二元羧酸的反应速率常数与化合物理化参数间的定量关系。