药物的定量结构色谱保留关系研究

采用人工神经网络(ANN)建立了110种药物的结构与色谱保留之间的定量关系(QSRR)模型,并将其与偏最小二乘回归(PLSR)模型进行比对.110种药物的ANN模型自相容能力的复相关系数(R^(2))为0.9191,泛化能力的复相关系数(R^(2))为0.9365;而PLSR模型的复相关系数(R^(2))为0.8275和0.8514.结果表明,ANN模型的自相容能力、泛化能力优于PLSR模型.采用集内集和集外集对模型进行检验时,ANN模型的复相关系数(R^(2))为0.9105,也优于PLSR模型,且ANN预测精密度和准确度更高.

吲哚啉染料最大吸收波长的定量结构性质关系研究

本文建立了吲哚啉染料最大吸收波长(λmax)的定量结构性质关系(quantitative structure property relationship,QSPR)模型,采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)算法建立了QSPR模型,应用留一交叉验证和外部测试集验证这2种方法对模型的性能进行了评估。留一交叉验证的均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)和留一交叉验证相关系数,分别为38.808、4.65%和0.635。外部测试集验证中,RMSE、MRE和决定系数分别为31.109、3.84%和0.749。实验结果表明,所得模型具有良好的预测能力和稳健性,可用于吲哚啉染料λmax的预测,MLR可用于建立吲哚啉染料λmax的QSPR模型。

芳香族硝基化合物自加速分解温度的定量结构-性质关系

针对芳香族硝基化合物生产、运输以及储存过程中引发的重特大燃爆事故,采用试验及模型计算等方式对其自加速分解温度(SADT)进行获取,并提出一种基于定量结构-性质关系(QSPR)的理论预测方法。通过绝热加速量热试验获取18种芳香族硝基化合物的热力学和动力学参数,以此计算得到25 kg标准包装下物质的自加速分解温度。应用多元线性回归(MLR)和人工神经网络(ANN)等机器学习方法分别构建相应的预测模型,最终验证并比较两种模型的拟合能力、鲁棒性和预测能力。结果表明:芳香族硝基化合物对应MLR模型和ANN模型的相关系数分别为0.893和0.975,ANN模型在匹配度方面明显优于MLR模型。

多氯联苯的定量结构-性质(活性)关系

多氯联苯(PCBs)是一类重要的持久性环境污染物.首先对所有209个PCB分子进行了HF/6-31G水平上的结构优化,在优化结构上获得了分子的表面静电势分布,并在此基础上对其统计导出的参数进行了计算.其后,运用多元线性回归方法对PCBs的水溶性、正辛醇/水分配系数、正辛醇/空气分配系数、土壤吸附性、水溶液活度系数、298K超冷流体蒸汽压、总分子表面积、色谱保留指数、升华焓、蒸发焓、熔融焓、PCB结合芳烃受体活性数据、生物降解度以及生物降解速率参数等理化性质和生物活性与分子的结构参数进行了关联.结果表明:分子静电势参数结合分子表面积和常规的量子化学参数可以很好地用于表达多氯联苯分子理化性质和生物活性与其分子结构间的定量关系.

线性溶剂化能量关系方程在定量结构-保留与定量结构-性质关系研究中的应用

线性溶剂化能量关系方程是定量结构-保留与定量结构-性质关系研究的重要工具,是将分子间各种作用力对溶质分配的贡献进行线性回归,建立分子描述符和化合物的保留因子及性质参数间的多元线性方程,用于解释溶质在两相中的分配机制。该模型已在多种分配系统中得到应用,包括各种色谱体系和体内生物分配系统,可以解释色谱体系中影响溶质保留的因素,预测化合物性质等。本文对近5年以来线性溶剂化能量关系方程在定量结构-保留与定量结构-性质关系中的应用进行总结、归纳,为更好地应用该模型进行药物保留与性质参数的预测和药物筛选提供新思路。

藻类对偶氮染料的降解及定量结构-生物降解性研究

通过研究普通小球藻（ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ） 、蛋白核小球藻（ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｐｙｒｅｎｏｉｄｏｓａ） 、斜生栅藻（ Ｓｃｅｎｅｄｅｓ ｍ ｕｓ ｏｂｌｉｑｕｕｓ） 对偶氮染料的降解作用，筛选出优势藻种并优化降解条件；对单偶氮染料进行了定量结构—生物降解性相关关系（ Ｑ Ｓ Ｂ Ｒ） 研究．３ 种藻均能利用偶氮染料为其生长的唯一 Ｃ、 Ｎ 源，使染料脱色，蛋白核小球藻具有更强的脱色能力；且藻在无 Ｎ 环境中的脱色率明显高于无 Ｃ 和正常环境；ｐ Ｈ 值对染料脱色影响较大，最佳ｐ Ｈ 值为中性；不同结构的单偶氮染料生物降解性相差很大，脱色率为９ ．１ ％ （８９ ．８ ％ ， Ｑ Ｓ Ｂ Ｒ 研究表明， 偶氮键的最低未占据轨道能量是控制生物降解的主要因素，而脱色率与染料的分子量无关．

定量结构—生物降解性能关系(QSBR)研究原理及进展

定量结构—生物降解性能关系（ＱＳＢＲ）作为定量预测有机物生物降解性能的一种方法，越来越受到人们的关注．从ＱＳＢＲ的发展、理论基础及方法、结构描述符的类型、ＱＳＢＲ研究进展及所面临的挑战等方面进行了论述．

烃类化合物在不同色谱柱上的定量结构-保留相关性研究

运用量子化学中的AM1方法计算烃类化合物的分子结构描述参数,借助逐步回归法建立了烃类化 合物在不同极性色谱柱上的QSRR模型。结果表明:烷烃、烯烃、二烯烃类化合物在不同极性的色谱柱上的色 谱保留与其分子结构描述参数之间具有较好的线性关系,烃类化合物在不同极性固定相上的保留主要与溶 质分子的MR有关,即与溶质分子的色散力有关。随着溶质分子的不饱和度的增加,或固定相极性的增强,溶 质分子与固定相之间的电荷传递作用随之增强。而且,烃类化合物在不同极性固定相上的色谱保留的QSRR 模型均可用量化参数HOMO、LUMO、ElcE以及MR参数来描述。所建立的在不同极性色谱柱上的烃类化合 物的色谱保留QSRR模型预测烃类化合物的色谱保留值时具有较好的稳定性和准确性。

取代苯胺和苯酚类化合物对大型■(Daphnia magna Straus)的定量结构-活性关系研究

研究了３６个取代苯胺和苯酚类化合物对大型的急性毒性，应用正辛醇／水分配系数、线性溶解能关系参数和分子连接性指数得出了该类化合物的定量构效关系方程，这些方程可以用来进行该类化合物危害性初评．ＬＳＥＲ法得到的ＱＳＡＲ方程拟合效果较好，增大分子体积及偶极性极化性，均可增大毒性．化合物与蛋白质等生物大分子的氢键键合作用是导致该类化合物毒性高于其基本毒性的原因．

拓扑指数在定量结构生物降解性关系中的应用

本文采用二氧化碳生成量实验,对训练组有机物,利用逐步回归分析程序,从计算的十四种分子连接性指数中筛选出与生物降解性最为相关的分子结构描述参数,建立定量结构-生物降解性关系模型,其相关系数为0.931.利用该模型对预测组物质的预测结果表明,此模型对芳香化合物的好氧生物降解性具有良好的预测能力.其正确预测率达83.3%

定量结构-性质相关原理在阴离子表面活性剂临界胶束浓度预测中的应用

利用定量结构 -性能相关 (QSPR)原理 ,建立起了 8类不同结构 ,计 40个阴离子表面活性剂临界胶束浓度(cmc)的定量模型 .所得到的最佳模型包括 :分子总能量 (ET)、分子生成热 (ΔHf)、分子偶极矩 (D)、前线分子轨道能量 (ELUMO,EHOMO)及憎水基 0级Kier&Hall指数 (KH0 ) ,计 6个描述符 ,复相关系数R2 =0 .9778.

多氯代二苯并呋喃在不同色谱柱上的气相色谱保留行为——定量结构-色谱保留关系(QSRR)的研究

以一种拟原子的方式处理多氯代二苯并呋喃 (PCDFs)异构体中的苯环 ,将PCDFs异构体中的原子或基团分为 3类 ,即 :氯原子 (Cl) (记为“1”) ,氧原子 (O) (记为“2”)及拟原子 (B) (记为“3”)。在烷烃分子距边矢量的基础上 ,提出一种以基团为基准的分子距离边数矢量 (μ矢量 ) ,借助多元线性回归方法分别建立了多氯代二苯并呋喃在不同色谱柱上的色谱保留指数与表征其结构的 μ矢量间的定量结构 色谱保留关系 (QSRR)相关模型。各样本总体所建模型的相关系数均在 0 98以上。为检验模型的稳定性和预测能力 ,还进行了留一法交互校验 ,交互检验的相关系数均在 0 97以上。结果表明 :所提出的新的分子距离边数矢量具有结构选择性高、性质相关性好以及计算简便等优点。所建QSRR模型复相关系数高、稳定性好。

取代联苯的定量结构活性相关及联合毒性研究

测定了 18种取代联苯对大型蚤 (Daphniamagna) 2 4h的单一毒性 (2 4h EC50 )及其混合物联合毒性 .对单一毒性进行了定量结构活性相关 (QSAR)分析 ,建立了辛醇 水分配系数 (lgKow)模型 ,理论线性溶剂化能相关 (TLSER)模型及量子化学参数模型 ,表明量子化学参数模型能很好地预测取代联苯的单一毒性 .混合物联合毒性研究表明 ,取代联苯的联合毒性机制为浓度相加效应 ,并且根据浓度相加预测了混合物半数抑制浓度 (EC50mix) ,预测值与实验值非常吻合 .

多溴联苯醚定量结构-性质关系的分子表面静电势应用研究

对持久性有机污染物多溴联苯醚(PBDEs)209个分子进行HF/6-31G*水平上的结构优化,并在优化结构基础上进行了分子静电势及其导出参数的计算.应用多元线性回归方法对PBDEs的色谱保留时间(RRT)、正辛醇/空气分配系数(lgKOA)和298K超冷流体蒸气压(lgpL)3种理化性质与分子结构参数进行了关联.结果表明,分子表面静电势参数结合苯环上溴原子取代个数比结合分子体积,可以更好地表达PBDEs的理化性质与其分子结构间的定量关系,所建立的3个QSPR模型的交叉验证相关系数(Rcv)分别为0.9819、0.9911和0.9963,标准偏差(SD)分别为0.0424、0.1384和0.1020,说明3个模型均具有较强的稳健性和预测能力,同时也证明了分子静电势参数在PBDE类化合物的QSPR研究中的适用性.

用定量结构性质关系预测表面活性剂的浊点

用结构、电子、空间和热力学等性质为描述符,建立了宏观性质非离子表面活性剂浊点与微观结构之间的定量结构性质关系.这些描述符包括辛醇/水分配系数lgP、分子表面积A、相对分子质量Mr、偶极矩μ-y和μ-z.通过49个非离子表面活性剂浊点的实验数值与五个性质之间的关系式,成功地预测了其他非离子表面活性剂的浊点.

氯代苯酚类衍生物对水生物发光细菌的定量结构-活性关系研究

应用PM3量子化学方法和分子连接性指数拓扑理论 ,进行了氯代苯酚类化合物对水生物发光细菌的半致死量之间的定量结构 -活性相关 (QSAR)研究 .QSAR模型表明 ,化合物分子体积效应对毒物靶分子的作用呈一定的相关性 ,体现在其与 IXV 和分子的平均极化率α呈正相关性 ,而与分子的最低空轨道ELUMO 呈负相关性 .所得的最显著的相关模型为-logEC50 =- 1.82 5 32 + 0 .0 4 678α .

部分PCDDF水溶解度的定量结构-性质关系

以量子化学PM3算法计算得到的 12个量子化学参数作为分子结构描述符 ,运用偏最小二乘分析 ,首次建立 2 3种PC DD F水溶解度 (logSW)的定量结构 性质关系模型 .PCDD F的SW 随着其分子量的增大而减小 ;随着其分子最低未占据轨道能 (Elumo)的增大而增大 ,推测PCDD

单取代烷烃定量结构保留相关研究中的分子结构分区处理方法

将单取代烷烃RX(X=卤素,OH,SH,NH2等)分子结构分为两个区域(R和X)来提取分子结构参数,从三方面影响因素(烷基R、取代基X、R与X的相互作用)来定量关联RX的气相色谱保留时间。实验测定了37种单取代烷烃RX的气相色谱保留时间,并以键连接矩阵特征根之和EVM、烷基极化效应指数PEI、取代基质量分数w和取代基上氢原子所带部分正电荷ΔNH4个参数为变量,建立了定量结构保留相关模型。该模型具有良好的预测能力和外推能力,对醇在不同色谱柱上的保留指数进行了预测,结果与测定值符合得较好。

基于定量结构-性质关系方法预测氨基酸的比旋光度

运用定量结构-性质关系(quantitative structure-property relationsh ip,QSPR)方法对人体必需的氨基酸比旋光度进行了预测,同时运用交互检验(LOO)方法对所建立的模型进行了检验。应用启发式算法对描述符进行筛选并建立线性回归模型,所建立的模型的相关系数(R2)为0.918,但分别用+1、-1代表左旋和右旋的分子手性后,重新建立多元线性回归模型,其相关系数(R2)变为0.970。本研究所建立的QSPR模型为预测手性化合物比旋光度提供了一种有效的新方法。

碳氢化合物、醛、酮和硫醇的定量结构-色谱保留指数相关性研究

采用平衡电负性和相对化学键长对传统距离矩阵进行修正,构建新拓扑指数Nt。结合路径数,建立碳氢化合物、醛、酮和硫醇等化合物在24种极性和非极性色谱柱上的定量结构-色谱保留指数关系(QSRR)模型,23种模型的相关系数大于0.99。模型经留n法交叉检验,显示出良好稳健性和预测能力。模型物理意义明确,表明色谱保留指数可用分子的大小、平衡电负性、支化度和形状等内在结构信息进行有效表征。模型经Needham公式分析,结果显示新指数Nt对保留指数影响最大。借助Hyperchem软件进行对比研究,结果表明拓扑化学法优于量子化学AM1法。