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.     

取代硝基苯类化合物生物毒性的拓扑化学研究

在拓扑化学理论基础上,采用新型拓扑指数Tp1,Tp2和分子结构信息指示变量I对35个取代硝基苯类化合物的局部化学微环境进行了结构表征,并对其生物毒性进行了定量构效关系(QSAR)研究.实验结果表明,采用偏最小二乘回归法得到的拓扑模型相关系数R和标准偏差S分别为0.981 8和0.151 6,对35个取代硝基苯类化合物生物毒性实验值与计算值的相对平均误差仅为1.09%.留一检验法(LOO)交互检验测试结果显示,该模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附行为研究

本文以耐辐射奇球菌作为生物吸附剂去除溶液中的Cu~(2+)和Cr~(6+),通过考察吸附时间、初始离子浓度、菌液浓度等影响吸附效果的关键因素,研究了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附作用,找出最佳吸附条件,并研究了Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下的竞争吸附行为。采用紫外分光光度计分析耐辐射奇球菌在不同条件下对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附作用;傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析细菌吸附前后的结构和形貌变化。结果表明:耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的最佳吸附时间均为80min。对Cu~(2+)、Cr~(6+)吸附的最佳初始浓度分别为0.08mol·L~(-1)、0.138mol·L~(-1),且随着菌液浓度的增大,耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附量随之增加。当Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下耐辐射奇球菌对Cu~(2+)吸附量较Cr~(6+)更大。红外光谱仪和扫描电镜结果阐释了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附行为。耐辐射奇球菌以其超强生存能力,非致病性,环境友好等优势,在重金属废水处理方面将会有很好的应用前景。     

手性有机化合物构效关系的量子拓扑学研究

在拓扑化学理论基础上, 从手性分子中成键原子的结构特征和手性原子所处的局部化学微环境出发, 应用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31＋G(d)水平上计算所得距离代替传统二维距离, 结合分子中各原子的支化度, 应用原子的平衡电负性对分子图进行着色, 并引入手性校正因子进行校正, 得到新型的手性拓扑指数w₁和w₂. 采用偏最小二乘回归法建立了18种手性羟基酸和氨基酸的薄层色谱保留指数R_M的定量结构-保留拓扑模型, 并用这种模型对R_M进行预测, 结果表明预测结果和实验值吻合较好. 同时对拓扑模型采用留一交叉检验法(leave-one-out cross-validation, LOO-CV)和外检验相结合的方法进行测试, 测试结果显示模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

不同极性固定相脂肪醇色谱保留指数QSRR研究

在分子拓扑化学理论基础上,根据脂肪醇分子中各原子特性,在距离矩阵基础上使用分子中原子的平衡电负性对分子图进行着色,构建了新的拓扑指数1Tp和2Tp,并对25个脂肪醇在6种不同极性固定相的色谱保留指数(RI)进行QSRR研究。6个拓扑模型的相关系数R均大于0.9872,得到的实验值与计算值的平均相对误差均小于2%,在实验范围以内。该拓扑指数物理意义明确,较好地描述了脂肪醇分子中各原子的电负性效应、支化效应、氢键缔合效应及空间效应,用于研究色谱保留指数,结果令人满意。同时对拓扑模型采用留一交叉检验法(leave-one-out cross-validation,LOO-CV)和外检验相结合的方法进行测试,测试结果显示模型具有良好稳定性和较强的预测能力。     

单硫醚气相色谱保留指数拓扑化学研究

在分子拓扑化学理论的基础上,根据分子中原子的特性,用分子中原子的平衡电负性对分子图进行着色,在距离矩阵的基础上结合分子中各原子的支化度构建一组新的拓扑指数NPm(m=1,2,3),利用多元线性回归技术将单硫醚在4种极性固定相的气相色谱保留指数与NPm(m=1,2,3)建立相应的定量结构-保留相关关系模型(QSRR),并用这种模型对单硫醚的气相色谱保留指数进行预测,结果表明,预测结果和实验值吻合较好。