基于拓扑指数及3D-QSAR的有机污染物定量构效关系研究

摘要

持久性有机污染物（POPs）分布范围越来越广，已经对人类和动植物构成了越来越大的威胁。这就产生了对大量 POPs进行物理化学性质和生物活性实验的需求。但是，实验测定耗时长，成本高且操作复杂。此外，还有部分难以得到纯物质的POPs不方便实验测定。所以，实验测定POPs的各项指标的方法较难实施。定量结构性质/活性相关(QSPR/QSAR)方法可以从分子结构出发，得到这些性质的预测值，从而提供了解决这一难题的途径。因此，本论文进行了POPs的QSPR/QSAR研究。
　　第一章主要介绍了 QSPR/QSAR方法以及它的起源及研究步骤，并对 QSPR/QSAR在POPs性质预测中的应用的研究进展进行了综述。
　　第二章研究了用于建立多溴联苯醚（PBDEs)过冷液体蒸气压（PL）QSPR模型的方法。以分子距边矢量（MDEV）指数作为PBDEs的结构描述符，分别采用多元线性回归（MLR）和线性人工神经网络（L-ANN）方法建立了MDEV指数和lgPL之间的校正模型。用留一交叉验证和k折交叉验证评估了所得模型的预测能力。研究结果表明，用MLR和L-ANN拟合MDEV指数和PL之间的定量关系是可行的。总体来说，本章提出的方法可以准确便捷的预测PBDEs的PL。因此，建立了可用来预测所有多溴联苯醚PL值的一个MLR模型和一个L-ANN模型。
　　第三、第四和第五章研究了欧洲云杉（Picea abies(L.) Karst.）针叶表面上多氯代二噁英/呋喃（PCDD/Fs）光解反应半衰期（t1/2）的定量结构性质关系模型。分别采用基于拓扑指数、全息定量构效关系（HQSAR）以及3D-QSAR的方法对PCDD/Fs的结构和t1/2建立了定量关系模型。应用留一交叉验证和外部测试集验证方法，评价了所建立模型的预测能力。研究所建立的QSPR模型能够用于预测PCDD/Fs在欧洲云杉针叶表面上光解反应的t1/2。因此，用所建立模型预测了全部PCDD/Fs的t1/2。此外，HQSAR模型给出了分子片段对分子性质的贡献，3D-QSAR方法得到的等势图可以用来实际指导如何加速PCDD/Fs的分解。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1持久性有机污染物

1.2 物质定量构效关系

1.3 定量构效关系研究的基本步骤和所采用的技术和方法

1.4 QSPR/QSAR在POPs性质预测中的应用的研究进展

1.5 本课题的研究目的及内容

第二章 多溴联苯醚过冷液体蒸气压的QSPR研究

2.1 引言

2.2 实验与方法

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 基于拓扑指数的多氯代二苯并二噁英/呋喃光解反应半衰期的QSPR研究

3.1 引言

3.2 实验和方法

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第四章 基于HQSAR的多氯代二苯并二噁英/呋喃光解反应半衰期的QSPR研究

4.1 引言

4.2 实验和方法

4.3 结果与讨论

4.4 结论

第五章 基于3D-QSAR的多氯代二苯并二噁英/呋喃光解反应半衰期的QSPR研究

5.1 引言

5.2 实验和方法

5.3 结果与讨论

5.4 结论

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文