钢筋绿色缓蚀剂苯磺酸及其衍生物信息理论筛选

摘要

寻找生物毒性低而又缓蚀效果强的舰船钢筋绿色有机缓蚀剂依然是一个还未解决的难题.通过密度泛函方法结合信息理论对苯磺酸(BHS)及其22种取代衍生物建模优化,通过计算4种常用的原子信息指数如申农熵、费歇尔熵、二级费歇尔熵、Parr熵值,得到了22种衍生物中S原子信息熵和缓蚀率(EI,％)以及生物半致死量(LD50)之间相关性方程,从两条线性方程的交点筛选出生物毒性低而又缓蚀效果强的绿色有机缓蚀剂3-胺基苯磺酸.同时还通过模拟交点处3-胺基苯磺酸分子的红外光谱(IR)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、核磁谱图(1H-NMR,13C-NMR)对筛选出的最佳取代3-胺基苯磺酸进行了光谱学指认.结果显示,苯磺酸及其22种衍生物的S原子的申农熵(Ss)、费歇尔熵(IF)、Parr熵(Gs)对其生物毒性和缓蚀效果变化不敏感,而S原子的二级费歇尔熵(IF)变化则较为明显,其中S原子的二级费歇尔熵与其LD50值和EI值的线性关系最好(R2=0.98).这对绿色缓蚀剂筛选苯磺酸衍生物的光谱以及构效关系提供了基础数据.也为武警海警学院依靠先进的虚拟仿真实验教学平台提供了丰富灵活的教学素材.