QSAR结合人工神经网络预测取代氯苯酚生物毒性

取代氯苯酚类化合物是有机化学工业中必不可少的重要原料,现已有邻氯苯酚等4种酚类化合物被美国环保局定为优先控制的有机污染物[1].对此,国内外有关专家对取代氯苯酚的生物毒性进行了广泛研究,但都没有得到有效的构效关系[2-3 ].因此,通过建立取代氯苯酚生物毒性与分子结构间的定量关系,对于预测其生物毒性有着实际的意义.     

苯胺衍生物式电位的QSAR研究

以AM1量子化学半经验分子轨道方法计算22个苯胺衍生物的分子结构参数,用多元线性回归的方法研究了13个式电位已知的苯胺衍生物的氧化式电位与其分子结构参数之间的关系.苯胺衍生物式电位与离子化电势(Ip),N原子上的净电荷(e(N),总的偶极矩(μt)和第四个碳上的净电荷(e(C4))有很好的相关性,回归方程为:E0′=-7.820 5 0.884 9(Ip-3.739(e(N)-0.093 56μt 0.925 1(e(C4)),(R=0.979,SD为0.023 6).依据回归方程合理地预测了其余9个苯胺衍生物的离子化电势和式电位,探讨了取代基性质和取代位置对离子化电势和式电位的影响.     

硝基芳烃对梨形四膜虫毒性的QSAR研究

用30种硝基芳烃化合物DFT-B3LYP/6-311G**全优化计算结构参数: 最高占有和最低未占分子轨道能级(E_HOMO和E_LUMO)、次最高占有和次最低未占分子轨道能级(E_NHOMO和E_NLUMO)、前线轨道能级差(ΔE＝E_LUMO－E_HOMO)、分子的总能量(E_T)、硝基和硝基碳上净电荷(Q_NO2和Q_C-NO2)、与卤素相连碳原子上的净电荷(Q_C-X)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V), 结合文献中的疏水性参数(log K_ow), 按取代基类型和数目分类进行其对梨形四膜虫急性毒性(－log IC₅₀)的定量构效关系(QSARs)研究. 结果表明, 前线轨道能级对硝基芳烃毒性作用有重要贡献, 硝基芳烃对梨形四膜虫的毒性作用主要以与生物分子发生电子转移等化学反应为主, 单硝基芳烃的毒性作用还与疏水性有关. 卤素的存在增加了硝基芳烃化合物的毒性, 卤素易被亲核取代. 对30种标题物作多元线性回归, 所得模型(－log IC₅₀＝18.037＋10.446Q_NO2－41.323ΔE－20.471E_NLUMO＋24.989E_NHOMO, n＝30, R＝0.962, SE＝0.185, F＝78.640, Sig.＝0.000)具有较高毒性预测作用.     

苯酚和苯胺类衍生物的结构与薄层色谱保留值关系的研究

以不同比例的己烷－乙酸乙酯二元体系作为展开剂,在硅胶板上测定了２４种苯酚和苯胺类衍生物的比移值Ｒｆ。用斜交因子分析方法将这２４种化合物分为具有不同特征的两大类：第一类的苯环上均不含甲基,而第二类的苯环上均含甲基。第一类化合物的比移值均比第二类要小;苯环上取代基团使Ｒｆ值增大的顺序为ＣＨ３＞ＯＨ＞ＮＨ２;邻位取代的化合物,由于分子内形成氢键,极性减弱,因而比移值增大。分别对两类化合物的保留值与其拓扑指数进行多元回归分析的结果表明,它们的色谱保留行为与其分子结构之间存在着较好的相关性。     

取代芳烃对五种生物急性毒性的QSAR研究

提出成键原子的生物活性点价(Ai),并建构蕴含有机物的生物活性的自相关拓扑指数(m^Q)。使用1^Q,距离指数(L)分别与16～30种取代芳烃(含F,Cl,Br,I,NO2,OH,NH2,甲氧基,甲醛基,甲酰胺基,乙酮基,烷基等)对绿藻,斜生栅列藻,日本长腿蛙蝌蚪,发光菌,呆鲦鱼等的毒性数据关联,相应二元相关系数依次为0.9361,0.9559,0.9733,0.9354,0.9599。以上QSAR模型的估算结果均于优于相应的文献成果。     

含氧超高交联树脂制备及对苯胺和苯酚的吸附性能研究

分别以间苯三酚(THB)和二氯甲基芳烃为单体,无水ZnCl_2为催化剂合成了含氧超高交联树脂TX和TC。通过红外光谱分析、比表面积测定、热重分析、扫描电镜等手段对其结构和形貌进行了表征,研究了两种树脂对苯酚和苯胺的吸附性能。表征结果表明,该树脂为醚键型无定型态聚合物。两种树脂对苯酚的吸附为放热过程,对苯胺的吸附为吸热过程。对苯酚和苯胺的吸附动力学曲线均符合准二级动力学模型。树脂中存在的氧原子可以与苯酚和苯胺形成氢键作用,有利于其对苯酚和苯胺的吸附。     

四种苯酚衍生物在水溶液中扩散系数的QSAR研究

以Winmopac7软件中AM1量子化学半经验分子轨道方法计算苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚和邻苯三酚的水合物的结构参数,利用多元线性回归方法研究了以上5种酚的扩散系数与其分子结构参数之间的关系.结果表明,4种苯酚衍生物的扩散系数与分子的电子能量(Ee),分子的总偶极矩(μT),分子的体积(Vm)有较好的相关性.其回归方程为DT=1.155×10-5+3.675×109 Ee+4.734×10-7μT-9.28×10-3 Vm,R2=0.999 2 SD=1.428×10-7利用此方程预测邻苯三酚的扩散系数为(2.045±0.143)×10-6 cm2/s.此结果表明,AM1量子化学半经验分子轨道方法在对酚类化合物的扩散系数的研究和预测上具有可适用性,此方法也为其他有机化合物在水溶液中的扩散系数的研究和预测提供了新思路和新方法.     

高效液相色谱法检测液态奶中的苯酚类和水杨酸苯胺类抗蠕虫药

采用高效液相色谱法建立了硝碘酚腈、氯羟柳胺、氯氰碘柳胺、碘醚柳胺在液态奶中的多残留检测方法。取5 g样品,用含1%(v/v)三乙胺的乙腈提取,经MAX柱净化。以乙腈和0.02 mol/L乙酸铵水溶液(pH 4.0)作为流动相,经C18反相色谱柱分离后用紫外检测器检测,外标法定量。结果表明:空白加标奶样中4种药物在5~500 μg/kg范围内均呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.99。空白加标奶样品的检出限(LOD)为3 μg/kg,定量限(LOQ)为5 μg/kg。硝碘酚腈、氯羟柳胺、氯氰碘柳胺、碘醚柳胺在1/2最高残留限量(MRL)、1倍MRL、2倍MRL添加水平下的平均回收率和相对标准偏差分别是92.20%~96.13%和5.55%~16.30%; 87.40%~94.74%和5.40%~12.21%; 86.97%~91.09%和2.67%~8.17%; 77.86%~95.36%和5.02%~13.15%。表明该检测方法简单,灵敏,适用于液态奶中水杨酸苯胺类多残留的定量分析检测。     

硝基苯类化合物的FMO位电荷密度能(SHOEi)与生物毒性的QSAR研究

应用简易的量化方法计算了20多种硝基苯衍生物中的64个芳环FMO位电荷密度能SHOEi,用回归法建立一个新的生物毒性评价方程,-lgLC50=0.6191lg Kow+0.1881SHOEi+4.0894,应用所得方程,预测有机物的生物毒性,方程对大多数化合物拟和很好.结果表明,所研究的有机物生物毒性同SHOEi和log Kow密切相关,同化合物与酶的活性点复合或反应是生物中毒的主要因素.     

基于QSAR模型的有机磷化合物毒性预测

随着有机磷化合物(OPs)的广泛应用,其在越来越多的环境介质中被检测出来。大多数OPs具有毒性,但人们缺乏快速且有效的预测手段来对毒性进行评估。本文将结合E-Dragon软件计算的分子描述符,采用不同的QSAR模型对36个OPs的毒性进行预测。文中采用后退法作为描述符筛选方法,以均方根误差(RMSE)作为评价标准,共找到14个对线性核函数支持向量机(SVM)模型贡献较大的描述符;在最终得到的SVM模型交叉验证结果中,计算值与实际值的相关系数为0. 913,均方根误差为0. 388;外部测试验证结果中,平均相对误差为9. 10%。此外,采用多元线性回归(MLR)、人工神经网络(ANN)以及偏最小二乘回归(PLS)模型对OPs的毒性进行预测,交叉验证结果显示,三个模型的计算值与实际值的相关系数分别为0. 878、0. 686与0. 620,没有SVM模型的预测能力好。因此采用线性核函数的SVM模型对OPs进行毒性预测是一个行之有效的方法。     

变量选择中的正交变换法及苯酚和苯胺类衍生物色谱比移值的预测

正交变换法是变量选择的一种可行方法,但该种方法非常依赖于正交变换过程中变量的排序,侧重比较了不同排序方法,其中,后退法可以得到较好的结果。文中采用此种方法对由苯酚及苯胺类化合物所衍生的变量进行了正交变换,并对上述化合物的色谱比移值进行了预测。同时,与前进选择法、后退剔除法和逐步回归法几种传统方法进行了比较,得到了有启示性的结果。     

氯代二苯并呋喃(PCDFs)毒性的QSAR研究

从1977年Oile首次报道城市垃圾及工业废弃物中的含氯化合物在焚烧过程中可能产生二噁英以来,人们对二噁英类化合物的产生及其对环境可能造成的危害进行了较为广泛的研究[1-3].氯代二苯并呋喃(PCDFs)是二噁英的一种,一方面由于它具有剧毒性,会导致内分泌系统和体内荷尔蒙平衡紊乱,另一方面它能对机体新陈代谢、免疫力和生殖系统造成长久的损伤,因此,有关此类化合物毒性的研究近年来受到了学术界的关注[4-7].     

胺基化超高交联吸附树脂对苯酚和苯胺吸附行为的研究

在超高交联吸附树脂上负载不同胺基后,无论是在非水体系还是在水体系中,树脂对苯酚的吸附选择性大大增强.非水体系中,树脂对苯胺和苯酚的吸附是靠氢键作用,水体系中,树脂对苯酚的吸附是表面吸附和基团吸附综合作用的结果.动态吸附表明,树脂胺基化前(Rf18)树脂与季铵化后(Rs6 ) ,对苯胺和苯酚混合水溶液的动态吸附泄漏曲线差别较大.对Rf18树脂,苯酚首先在14 7BV(床体积)处泄漏,其泄漏液浓度上升很快,在2 12BV处达吸附饱和,苯胺在184BV处才开始泄漏,且其泄漏液浓度上升缓慢;在14 7～184BV之间可收集到苯酚溶液.对Rs6树脂,苯胺先泄漏(17BV处) ,其泄漏浓度很快趋于水平,在4 7BV处达吸附饱和;苯酚在4 4BV处开始泄漏,其泄漏曲线也上升很快,在79BV处趋于水平,在17～4 4BV之间可收集到苯胺水溶液.     

苯胺类化合物结构与毒性的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)在杂化泛函B3LYP和基组6-311G(d,p)水平上对57个标题化合物进行结构优化,计算获得化合物的量化和理化参数,采用最佳变量子集回归构建了化合物对梨形四膜虫的毒性与描述符之间的定量结构-活性关系(QSAR)模型。所建最佳三元QSAR模型的复相关系数R2为0.915,留一法(leave-one-out,LOO)交互检验复相关系数Rcv2为0.891;用随机筛选出的19个预测集样本进行外部预测,所得外部预测集交互检验系数Qext2为0.821,QSAR模型具有较好的稳定性和较强的预测能力。模型结果表明影响毒性的主要因素有化合物最低空轨道能、正辛醇-水分配系数及最负非氢原子净电荷。对模型应用域(AD)进行了表征,所建模型可用于应用域内苯胺类化合物对梨形四膜虫毒性的预测。     

取代苯胺及苯酚类化合物定量结构-生物降解相关性(QSBR)研究

采用MOPAC－AM1法计算了15种取代苯分子的三种量化参数,用QSAR程序计算了两种物化参数及一种电性参数,结合德华半径RW,对log Kb进行了回归分析,得到如下最佳方程：log Kb=0.329 pK-10.48kw-12.995应用所得QSBR模式预测了15种有机物的生物降解性,并分析了降解机理。     

TEBABr_3对苯胺类的溴代反应

作者在三乙基苄基氯化铵和溴酸钠的水溶液中加入氢溴酸,以高产率制得 PhCH_2Et_3N~+·Br_3~-(TEBABr_3,1)。1为橙色固体,m.p.73～74℃,能在 CH_3OH-CH_2Cl_2介质中于 NaH-     

有机化合物的QSAR研究

QSAR即定量结构——活性相关,从研究化合物的分子结构入手,运用适当的描述符,选取合适的结构参数和理化参数,建立起结构和生物活性之间的定量关系。本文概述了进行有机物QSAR研究的必要性,QSAR的研究方法及其在环境科学方面的应用。     

马来酰亚胺类GSK-3β抑制剂的QSAR研究及分子设计

为了研究马来酰亚胺类化合物抑制活性与分子结构的定量构效关系,在分子理论的基础上计算了67个马来酰亚胺类化合物的电性距离矢量,通过最佳变量子集回归的方法,建立了抑制活性的五元线性回归模型,模型的传统相关系数(R2)和交叉验证相关系数(RCV2)分别为0.864和0.825.该模型经过Jackknife法检验、交叉验证、F检验及外部检验法证明具有良好的稳健性和预测能力.根据进入模型的5个变量分析,影响马来酰亚胺类GSK-3β抑制剂抑制活性的主要结构基团是-NH-,=O(或-OH),≡CH,Cl-及-O-(或-S-).同时基于QSAR模型设计了6个抑制活性显著提高的马来酰亚胺类分子,并预测了它们的抑制活性.