定量结构-生物降解性能关系模型在21世纪农药发展中的应用

简要概述农药的概念、环保型农药的主要特点、农药的主要生产和设计途径以及农药在粮食增产的同时给环境带来的负面影响。定量结构-生物降解性能关系(QSBR)能够定量预测有机物的生物降解性能,可作为一种预测有机物降解过程和性能的模型。本文提出将其应用于环保型农药的设计和筛选中,从而减少由于农药生物降解给环境带来的影响。

利用神经网络模型建立有机物厌氧生物降解性定量结构关系

利用三层前馈型BP神经网络 ,对试验测得的有机物厌氧生物降解性的定量指数和有机物分子连接性指数进行建模 ,得到有机物厌氧生物降解性定量结构关系 (QSBR)模型。探索了新的QSBR建模方法。

胺类捕收剂生物降解性能与其结构相关性研究

为研究胺类捕收剂分子结构与生物降解性之间的相关性，选取EHOMO、ELUMO、Vm、Clog P、μ以及分子二阶连接性指数。X作为胺类捕收剂的结构性参数，通过回归分析，建立了胺类捕收剂的定量结构一生物降解性能关系（QSBR）模型，并进行了预测。结果表明，Clog P、EHOMO（疏水性大小和电性参数）对胺类捕收剂的生物降解性能有显著影响。

邻苯二甲酸酯化合物生物降解性与其化学结构的相关性

应用定量结构-活性关系(QSAR)研究方法,对邻苯二甲酸酯类化合物的好氧生物降解性能与其化学结构间的相关性进行了研究,建立了受试物的好氧生物降解速率常数与分子连接性指数和结构参数的定量关系.结果表明,对邻苯二甲酸酯类化合物而言,取代基的空间结构参数是影响受试物好氧生物降解性能的重要因素.

煤气废水有机污染物缺氧生物降解性能及机理

为考察煤制气废水3种典型有机污染物(喹啉、吡啶、邻苯二酚)的缺氧生物降解性能及降解途径,利用缺氧驯化污泥作为接种污泥,以硝态氮为电子受体,考察了3种有机物的缺氧降解过程,并利用UV-Vis和GC/MS分析3种物质缺氧降解机理.结果表明:3种污染物对缺氧微生物抑制与毒害作用随初始质量浓度增加而增强;缺氧降解48 h后,剩余底物质量浓度随初始质量浓度增加而增大;3种污染物缺氧生物降解速率常数大小顺序为吡啶>邻苯二酚>喹啉.缺氧降解中污染物未被完全氧化成CO2和H2O,部分生成了较底物自身降解性更差的中间产物.葡萄糖共基质可以提高难降解污染物缺氧降解性能,且共代谢作用对自身生物降解性差的污染物降解性能的提高更显著.利用UV-Vis和GC/MS分析了污染物缺氧生物降解途径,结果表明,喹啉和吡啶的降解均始于分子羟基化反应.污染物定量结构-生物降解性关系(QSBR)研究表明,3种物质的缺氧降解速率常数Ks与分子连接性指数1Xv和前线最高占据轨道能EHOMO有很好的相关性.

预测取代芳烃生物降解性的电性拓扑态模型

应用电性拓扑态指数(Ek)模拟分析了影响42种取代芳烃在活性污泥中的生化需氧量(BOD),建构了一个8变量的QSBR模型,其可决系数(R2)为0.531,估算标准误差为10.777,具有良好的稳健性与预测能力.

预测取代芳烃生物降解性的分子形状及连接性模型

应用分子连接性指数(mXtv)及分子形状指数(mK)分析影响42种取代芳烃在活性污泥中的生化需氧量(BOD),建构了一个5变量的QSBR模型,其可决系数(R2)为0.482,估算标准误差为10.706,具有良好的稳健性与预测能力.该模型比片段常数模型(R2=0.223)及文献[3]的人工神经网络(ANN)模型(R2=0.427)更为精确.

多氯联苯生物降解速率常数的电性拓扑模型

基于拓扑化学理论,用原子类型的电性拓扑状态指数(E_(A))描述了66个多氯联苯分子的化学微环境。基于E A和最佳变量子集回归,建立上述化合物生物降解速率常数(ln K)的定量结构-生物降解性关系(QSBR)模型。其最优三元(E_(C2)、E_(C3)、E_(Cl))QSBR模型的判定系数(R^(2))和逐一剔除法交叉验证系数(R^(2)_(cv))分别为0.848和0.824。经R^(2)、R^(2)_(cv)、Kubinyi函数(F_(IT))、Akaike信息判据(A_(IC))检验,QSBR模型具有良好的估计稳定性和预测能力。结果显示影响多氯联苯生物降解速率常数的主要因素是分子内所含氯原子的数目及其所处位置。

皮革化学品可生物降解性及其构—效关系研究(续)

介绍了化学品可生物降解的定义及意义,化学品生物降解的作用机理,化学品定量结构-生物降解性关系(QSBR)以及化学品可生物降解性的一般研究方法和预测方法,并对其它降解方法也进行了简介。最后对易于生物降解化学品结构特点进行了总结,在此基础上,对可生物降解皮革化学品的研究趋势做出了展望。

取代苯甲酸在江水中的生物降解性及QSBR研究

以松花江水作为微生物源 ,采用摇瓶法研究了取代苯甲酸的生物降解动力学 .高效液相色谱测定了取代苯甲酸浓度随时间变化曲线 ,得到一级生物降解动力学常数K和降解半衰期t1/2 .取代基对降解速度的影响依次为 :硝基 >氯代 >氨基 ;对于同一种取代基 ,邻位 >对位≈间位 .逐步回归分析表明 ,表征位阻效应的参数MW与表征电性效应的参数pKa 相结合 ,能够较好地拟合取代苯甲酸的生物降解速率常数 .同时考察了pH变化对苯甲酸生物降解的影响 .

有机化合物动态定量结构——生物降解关系(QSBR)模型研究

本文通过分析一般ＱＳＢＲ模型应用的特点、不足和影响有机物生物降解的基本因素，指出ＱＳＢＲ模型应综合反映影响有机物生物降解的四个方面（以氯代芳香化合物为例）：氯代苯系物的摄入、氯代苯系物的诱导作用、毒性物质的形成和基础酶的缺乏。在此基础之上给出了动态ＱＳＢＲ的概念模式及方法学基础。

5-苯基-1-苯氨基-1氢-咪唑衍生物的定量结构细胞毒性关系

采用量子化学半经验AM1法和从头计算HF/3-21g*方法,计算了42个抗HIV5-苯基-1-苯氨基-1氢-咪唑衍生物相关的量子化学参数,特别是计算了相应化合物的溶剂化自由能参数。在此基础上,结合传统理化参数,建立了相关系数高(r=0.938)、标准偏差较小(s=0.125)的回归方程(去掉化合物3);用留一法获得的交叉验证的相关系数平方Q2=0.799>0.5。研究结果对设计新的低毒抗HIV-1药物具有一定的指导意义。

焦化废水中几种含氮杂环化合物缺氧降解机理

对焦化废水中几种主要的含氮杂环有机物 (吡啶、吲哚、喹啉、异喹啉、2 甲基喹啉 )在缺氧条件下的降解试验研究结果表明 ,几种受试物质在缺氧条件下均可降解 ,其中吡啶的降解速度远大于其余四种物质 .有机物定量结构-生物降解性关系 (QSBR)研究表明缺氧条件下上述物质的反硝化速率常数与分子连接性指数1Xv

基于电性距离矢量研究多氯联苯生物降解速率常数

通过多元线性回归和人工神经网络方法建立66种多氯联苯(PCBs)生物降解速率常数(K_(1))的定量构效关系(QSAR).基于电性距离矢量(M_(k)),建立了lnK_(1)的最佳三参数(M_(91)、M_(25)和M_(15))线性模型,其传统相关系数(R^(2))、交叉验证系数(R_(cv)^(2))分别为0.833、0.809。经R^(2)、R_(cv)^(2)、V_(IF)、F_(IT)、A_(IC)检验,所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力.将M_(91)、M_(25)、M_(15)作为人工神经网络的输入层结点,采用3:10:1的网络结构,利用BP算法获得了一个令人满意的lnK_(1)模型,训练集、验证集、测试集和总体的R^(2)依次为0.991、0.995、0.997和0.993。与多元线性回归模型相比,非线性lnK_(1)-BP模型具有更好的预测能力。结果显示,影响多氯联苯lnK的主要因素是分子内所含氯原子的数目,其次是氯原子所处位置。这两种回归方法相辅相成,线性回归方法为神经网络模型提供了具体的物理解释,而神经网络方法为线性模型提供了更准确的预测结果。