单环芳族化合物结构与生物降解性关系的统计分析

使用量子化学方法MOPAC6．0-AMI软件计算了42种单环芳族化合物的分子最高占有轨道能(EHOMO)、分子最低空轨道能(ELUMO)、分子生成热(Hf)、分子表面积(TSA)、偶极矩(μ)和分子量(Mw)值；从ClogP软件查得分子的辛醇／水分配系数lgP。对化合物的上述7种结构参数进行因子分析，提取3个主因子可代表化合物的绝大部分结构信息。根据因子得分，对化合物进行了聚类分析。分别以各个主亚类中的化合物为对象，进行结构-生物降解性关系分析，得到系列相关方程，所研究化合物的生物降解性主要与取代基的电子效应有关。     

酚类化合物在模拟海水中的生物耗氧特性及其构效相关研究

测定了10种酚类化合物在模拟海水中的ρ(BOD5),并采用一阶价分子连接性指数(1XV)、二阶价分子连接性指数(2XV)、辛醇-水分配系数(lg KOW) 、分子最高占据轨道能(EHOMO)、分子最低空轨道能(ELUMO)和分子偶极距(μ)作为受试化合物的分子结构参数进行构效相关(QSAR)分析.结果表明:在初始质量浓度相同的情况下,烷基酚类化合物的ρ(BOD5)随着取代烷基的增大而减小.同一取代基取代位置不同,ρ(BOD5)也不同.对于同一取代位置,甲基酚的ρ(BOD5)要大于氨基酚.空间参数是影响酚类化合物在模拟海水中耗氧特性的主要因素,化合物的亲脂性对ρ(BOD5)的影响也不容忽视,而电性效应对酚类化合物在模拟海水中ρ(BOD5)的影响表现得并不明显.      

防腐剂布罗波尔及其转化产物对发光菌的毒性

基于发光细菌发光性能的测试,研究了化妆品广谱防腐剂布罗波尔(BNP)及其转化产物2-溴-2-硝基乙醇(BNE)、溴硝基甲烷(BNM)、甲醛(FA)、2-溴乙醇(BE)等的毒性,基于化合物理化性质分析,研究了BNP 及其转化产物活性方式差异,并采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)、混合毒性指数法(MTI)及相似性参数法(λ)对其联合毒性进行了评估.结果表明,BNP 及其转化产物对发光菌的毒性作用表现为低剂量刺激和高浓度抑制,毒性强弱顺序为BNM (EC50=3.01mg/L)>BNE (EC50=4.21mg/L)>BNP (EC50=19.19mg/L)>FA (EC50=51.44mg/L)>BE(EC50>5000 mg/L). BNP 及其转化产物毒性主要与化合物的疏水性及分子中溴原子的氧化性有关,随化合物疏水性和溴原子氧化性的增加而增强.BNP 与BNM 或BNE 的联合毒性为协同作用,5 种化合物等浓度混合时联合毒性表现为部分相加作用.BNP 某些含硝基转化产物的存在能增加BNP 的生态毒性,转化后复合生态风险增加.     

苯酚、2,4-二氯酚与苯胺类化合物联合毒性效益

采用藻类生长抑制实验测定了苯酚、2,4-二氯酚与6种苯胺衍生物对斜生栅列藻的单一毒性和二元混合物的联合毒性,得到化合物单独存在时的半抑制浓度EC50和共存时的半抑制浓度EC50mix。采用毒性单位法、相加指数法、混合毒性指数法和相似性参数法进行联合毒性评价,结果表明：苯酚＋2,4-二氯胺、苯酚＋二苯胺及苯酚＋苯胺等毒性混合时主要表现为协同作用;而其它二元混合物采用不同方法评价联合毒性结果有差异。当苯酚与苯胺按照不同毒性配比混合时（1︰4,4︰1,1︰1,2︰1）,表现为协同作用。以辛醇/水分配系数法为结构描述符,分别建立了单一毒性和联合毒性的定量构效关系（QSAR）模型。结果表明,苯酚、2,4-二氯酚与苯胺类化合物对斜生栅列藻的毒性主要与化合物在生物体内的分配作用有关。     

含氟取代苯类化合物lgK_(ow)和-lg1/EC_(50)的QSPR研究

采用Gaussian 98程序,在B3LYP/6-311G**和HF/6-311G**2种水平上全优化计算了24个含氟取代苯化合物的分子结构,基于得到的分子结构描述符,分别建立了用于预测含氟取代苯化合物正辛醇/水分配系数(lgKow)和毒性(-lg1/EC5)0的模型,预测lgKow的模型包含3个变量(偶极矩(μ),总能量(TE)和热能修正值(Et)h),预测-lgl/EC50的模型包含2个变量(分子中原子最负的电荷(q-)和零点振动能(ZPE))。用交叉验证法对模型的稳定性进行了验证(q分别为0.8480和0.9154),并用t-检验和变异膨胀因子(VIF)对2个模型中各变量的显著性和自相关性进行了检验。预测-lg1/EC50的模型的预测能力优于溶剂化能参数得出的模型。     

硝基苯、苯酚衍生物对发光菌毒性定量构效关系研究

采用发光细菌法测定14种硝基苯、苯酚衍生物对发光菌的毒性,得到各化合物的半数有效浓度（15minEC50值）。选用辛醇/水分配系数（logP）、分子最低空轨道能（ELUMO）和平均超离域性（S^N_av）作为参数,与logl/EC₅₀值进行定量构效关系（QSAR）研究。结果表明,硝基苯衍生物对发光菌的毒性与分子的电性参数（ELUMO或S^{N_av）相关;而苯酚衍生物的毒性可分别由疏水性参数（logP）和电性参数（ELUMO或SN_av）来描述。采用以Snav为参数的QSAR模式预测了14种试验化合物对发光菌的毒性}     

环境医学

X 18 9503337有机肪类化合物定量结构与毒性效应研究/孔志明…(南京大学环境科学与工程系)//南京大学学报(白然科学)/本刊编辑部一1995,31(2)一2肠一257环信N一7 以有机肘类化合物为研究对象,利用分子前沿轨道能和分子连接性指数等参数为分子表征因子,对肪类化合物的急性生物毒性进行定量结果一活性相关预测。实验结果表明,脂类化合物对哺乳动物小鼠的生物毒性(II)二))的测算值与实验值之间存在高度相关性(r一。.967)。提出了一种用量子化学参数和分子连接性指数等化合物表征参数估算有机物毒性(LI)、。)的新方法,建立了有效的定量分子结…     

不同pH值下对发光菌的毒性及QSAR研究

测定了11种苯酚类化合物在不同pH下对发光菌的急性毒性(15minEC50。)。应用两种理化参数logP和pKa对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯酚类化合物的毒性机制。结果表明,苯酚类化合物对发光菌的毒性随pH的升高而减小,这与不同pH下苯酚类化合物的电离程度有关。相同pH下,苯酚类化合物的毒性随取代基团的种类、个数及取代位置而不同。苯酚类化合物属于极性麻醉(麻醉Ⅱ型)化合物,毒性可用logP和pKa来联合描述。     

含氟取代苯类化合物lgKow和-lg1/EC50的QSPR研究

采用Gaussian98程序,在B3LYP／6-311G＊＊和HF／6-311G＊＊2种水平上全优化计算了24个含氟取代苯化合物的分子结构,基于得到的分子结构描述符,分别建立了用于预测含氟取代苯化合物正辛醇冰分配系数（lgKow）和毒性（-lg1/EC50）的模型,预测lgKow的模型包含3个变量（偶极矩（μ）,总能量（TE）和热能修正值（Eth））,预测-lg1/EC50的模型包含2个变量（分子中原子最负的电荷（q-）和零点振动能（ZPE））。用交叉验证法对模型的稳定性进行了验证（q分别为0.8480和0.9154）,并用t-检验和变异膨胀因子（VIF）对2个模型中各变量的显著性和自相关性进行了检验。预lg1/EC50的模型的预测能力优于溶剂化能参数得出的模型。     

环境污染及其防治 海洋污染及其防治

X55200701004酚类化合物在模拟海水中的生物耗氧特性及其构效相关研究/李霁…(中国环科院国家环保化学品生态效应与风险评估重点实验室)∥环境科学研究/中国环科院.-2006,19(3).-101~104环图X-6测定了10种酚类化合物在模拟海水中的ρ(BOD5),并采用一阶价分子连接性指数(1XV)、二阶价分子连接性指数(2XV)、辛醇-水分配系数(lgKOW)、分子最高占据轨道能(EHOMO)、分子最低空轨道能(ELUMO)和分子偶极距(μ)作为受试化合物的分子结构参数进行构效相关(QSAR)分析.结果表明:在初始质量浓度相同的情况下,烷基酚类化合物的ρ(BOD5)随着取…     

铅、汞单一及联合胁迫对栅藻的生长、GSH含量及相关酶活性的影响

为进一步了解重金属复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以单细胞藻类生长及细胞内还原型谷胱甘肽（GSH）含量、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性为指标,对铅和汞单一及联合胁迫对四尾栅藻的毒性作用进行了研究.结果表明,铅［Pb(NO₃)₂］和汞(HgCl₂)单一胁迫对四尾栅藻生长抑制的96h EC₅₀分别为0.678 9　mg/L和0.140 1　mg/L,二者的联合作用相加指数AI为0.009,表现为典型的相加作用.经铅、汞单一及联合染毒12 h后,栅藻体内GSH含量降低到对照组的70％左右,并在一定浓度范围内保持水平上的稳定;GST活性随胁迫浓度的增加而先上升后下降,联合染毒高浓度组中甚至出现了明显的活性抑制,抑制率为13.04％;GPx活性整体受到明显抑制并随浓度增加而持续下降,最低值仅为对照组的38.77％.铅、汞联合胁迫对四尾栅藻体内GSH含量、GST及GPx活性的影响也验证了二者之间的联合作用关系为相加作用.     

基于CellSense生物传感器的垃圾渗滤液毒性分析

采用基于大肠杆菌(E.coli)的CellSense生物传感器,对上海某垃圾填埋场渗滤液处理系统垃圾渗滤液原液(1号)、兼性塘(2号)、曝气氧化塘(3号)、矿化垃圾生物床(4号)和FeC内电解(5号)各处理单元的水质毒性进行跟踪分析.结果表明,在该垃圾渗滤液的处理过程中,由于渗滤液的基质作用和难降解有机物生成的毒性中间产物等的影响,处理工艺中部分单元的水质毒性出现升高现象.CellSense生物传感器分析得上述1~5号单元的水质综合毒性分别为90%(EC10)、80%(EC30)、60%(EC50)、80%(EC50)和2%(EC50),毒性分析结果与对应的COD和氨氮等指标无明显相关性.     

杂环化合物好氧生物降解性能与其化学结构相关性的研究

应用有机物结构－活性定量关系方法（QSAR）对杂环化合物的好氧生物降解性能与其化学结构间的关系进行定性、定量分析。阐明了单环杂环化合物以及与苯环稠合形成的双环及三环杂环化合物生物降解性能的规律性,研究了影响其降解性能的主要因素。以分子连接性指数IXV及前线最高占据轨道能E_HOMO为自变量参数,建立了杂环化合物的生物降解速率常数与_IX_{V及EHOMO间的定量关系。}     

单歧藻对烷基酚类化合物的生物降解性及QSBR研究

以单歧藻为主要微生物源,用二级反应动力学方程拟合8种烷基酚类化合物的生物降解动力学过程,得到它们在藻中的生物降解速率常数K.采用Mopac软件PM3法及文献资料计算了化合物的多种理化参数,应用SPSS统计软件做回归分析,对1gK进行了结构-生物降解性(QSBR)的研究.结果表明,疏水性参数lgK_ow,分子量M_w,一级价键连接指数1Xv,二级价键连接指数2Xv,生成热△H_f和分子偶极距μ能够较好地拟合烷基酚类化合物的生物降解速率,其中2Xv拟合效果最好.在此基础上,初步分析了烷基酚类化合物的生物降解机理,认为空间参数是决定其生物降解的主要因素,化合物的生成热和电性参数μ,E_homo的影响也不可忽视.      

十种有机磷农药对扁藻的毒性

报告了十种有机磷农药对扁藻生长的半数抑制浓度ＥＣ５０值，依其毒性大小分：辛硫磷为剧毒；甲基异柳磷、对硫磷、甲基对硫磷为高毒；敌敌畏、氯化乐果、甲胺磷（江苏）、果保灵、甲胺磷（山东）为中等毒性；久效磷、杀灭毙为低毒，并初步探讨了有机磷农药结构和对微藻毒性大小的关系。     

应用遗传算法建立云杉针叶表面PCDD/Fs光解半衰期的预测模型

采用量子化学PM3算法计算PCDD/Fs的量子化学参数,应用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)对所建模型中的变量进行筛选,建立了能预测吸附到云杉[Picea abies (L.) Karst.]针叶表面的PCDD/Fs光解半衰期(t_1/2)的定量结构-性质关系(QSPR)模型,认为影响PCDD/Fs光解速率的主要因素是分子最高占据轨道能(E_HOMO)、前线分子轨道能量差(E_LUMO-E_HOMO)和平均极化率(α).随着EHOMO和α的增大;其lg t_1/2值增大,PCDD/Fs的lg t_1/2值与其(E_LUMO-E_HOMO)值呈抛物线关系,当E_LUMO-E_HOMO＝7.847时,lg t_1/2有最小值;当E_LUMO-E_HOMO≤7.847时,lg t_1/2值随着E_LUMO-E_HOMO的增大而减小;当E_LUMO-E_HOMO≥7.847时,lg t_1/2值随着E_LUMO-E_HOMO的增大而增大.     

QSBR study of substituted phenols and benzoic acids

The biodegradability of 30 substituted phenols and benzoic acids was determined by BOD technique.The molecular weight (MW), heat of formation(Hf)and the energy of the highest occupied molecular orbital(EHOMO)of the studied compounds were calculated by the quantum chemical method MOPAC6.0-AM1.The quantitative structure-biodegradability relationshiops(QSBRs)were developed by the linear regression method and neural network approach,respectively.It has been shown that the neural network method is able to provide a superior fit to the training set data and test set data and produce a lower prediction error than the linear regression method.