（应用化学专业论文）酚类、胺类和农药类化合物性质的测定及QSPR研究.pdf

桂林工学院硕士学位论文 摘要 持久性有机污染物( p o p s ) 是- - 类能持久存在于环境中、通过食物链积累、对人类健康 及环境造成有害影响的化学物质。p o p s 大多数是具有低水溶解度和高脂溶性的卤化物，同 时也是半挥发性的物质，能够蒸发或被吸附到大气颗粒物中，因此，它们能够在空气和水 中经历长距离的迁移。定量结构活性性质相关( q s a r q s p r ) 是一个涵盖了化学、生物、 数学、计算机等多门科学的交叉学科点，是国际上十分活跃的前沿领域，已经成为对有机 污染物进行生态风险评价的一个重要手段，它可以用于预测有机污染物在环境中的迁移、 转化和分布等行为。在有机污染物的q s 撇s p r 研究中，量子化学计算是获得分子结构 参数的重要方法。 本论文主要是对几类最常见的环境污染物一酚类、胺类和农药类化合物进行 q s a r q s p r 研究。首先用实验方法测定取代酚类和胺类化合物的水溶解度( 1 幽) 和正辛醇 水分配系数( 1 9 盔0 ，及农药的l 蜘w 和对发光菌的毒性数据( - l g l e c 5 0 ) ，再采用密度泛函理 论( d f t ) 方法对酚类、胺类和农药类化合物的分子结构进行了全优化计算，以计算得到的量 子化学参数作为理论描述符，采用g q s 6 心2 o 和s p s s1 2 0f o rw i n d o w s 统计程序进行正 向逐步回归分析，建立了这些污染物的q s a r q s p r 模型：( 1 ) 采用d f t 方法在 b 3 l y p 6 3 1 1 g * * 水平上对2 9 种酚系列化合物分子进行了全优化计算，在2 5 时摇瓶法测 得的取代酚类化合物的l 鳊w 和1 9 s w 数据基础上，求得了- l 峨和l 鳊与结构参数和热力 学参数的相关模型，其相关系数尺2 分别为0 9 8 0 0 和0 9 9 4 1 ，交叉验证系数国z ) 分别为0 9 7 2 9 和0 9 8 6 4 ，标准误差 日分别为0 1 4 1 和0 0 5 7 。与文献采用半经验a m l 算法和分子连接 性指数法所建立的模型相比较发现，本研究d f t 法所建立模型的质量有所改善，因为相关 系数提高，标准误差下降，模型的预测能力有所提高：( 2 ) 采用d f t 方法在b 3 l y p 6 3 1 1 g 水平上对2 3 种胺系列化合物分子进行了全优化计算，拟合得到1 幽和l 妊w 的相关模型， 其相关系数尺2 分别为0 9 8 1 和0 9 9 3 ，q 2 分别为0 9 7 2 5 和0 9 7 6 0 。并且d f t 法得到的l 鳊w 模型优于文献报道的模型的预测能力。( 3 ) 测定了农药的l g r o w 值和对发光菌的毒性( - l g e c 5 0 ) 数据，并在6 - 3 1 g * 基组上全优化计算了这些农药的分子结构。预测l 酣相关模型的尺2 为0 9 4 4 3 ，并且l 鲋随着弘的增大而减小，随着铲数值的减小而增大：预测农药毒性的 模型俾= o 9 4 5 5 ) ，其相关方程包含2 个变量( 分子的最正氢原子净电荷( q i - i + ) 和熵( 即) 。 采用留一的交叉验证和外部检验、f 检验或f - 检验和变异膨胀因子( 肼) 等方法对所建 立的q s a i v q s p r 模型进行了统计检验和评价，检验结果证明所建立的模型具有高的预测 能力和稳健性。所建立的模型可用于这些污染物性质或活性的预测和机理的推导。 关键词：定量结构活性性质关系( q s a r q s p r ) ，密度泛函理论( d f 田，取代苯酚，取代苯 胺，农药，正辛醇水分配系数( 1 9 盔d ，水溶解度( l 峨) ，对发光菌的毒性( - l g e g o ) 桂林工学院硕士学位论文 a b s t r a c t p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ( p o p s ) a r ec h e m i c a ls u b s t a n c e st h a tp e r s i s ti nt h ee n v i r o n m e n t ， b i o a c c u m u l a t et h r o u g ht h ef o o dw e b ，a n dp o s ear i s ko fc a u s i n ga d v e r s ee f f e c t st oh u m a nh e a l t h a n dt h ee n v i r o n m e n t p o p sa r eo f t e nh a l o g e n a t e da n dc h a r a c t e r i z e db yl o ww a t e rs o l u b i l i t ya n d h i g l ll i p i ds o l u b i l i t y t h e ya r ca l s os e m i - v o l a t i l e ，ap r o p e r t yw h i c hp e r m i t st h e s ec o m p o u n d s e i t h e rt ov a p o r i z eo rt ob ea d s o r b e do na t m o s p h e r i cp a r t i c l e s t h e yt h e r e f o r eu n d e r g ol o n gr a n g e t r a n s p o r ti na i ra n dw a t e rf r o mw a r m e r t oc o l d e rr e g i o n so ft h ew o r l d q u a n t i t a t i v e s t r u c t u r e - a c t i v i t y p r o p e r t yr e l a t i o n s h i p ( q s a r q s p r ) i sa c r o s ss u b j e c t c o v e r i n gc h e m i s t r y , b i o l o g y , m a t h e m a t i c sa n dc o m p u t e rs c i e n c ee t ca n dh a sb e c o m ea na c t i v e f r o n t i e rf i e l di ne n v i r o n m e n t a ls c i e n c e q s a r q s p rs t u d yh a sb e c o m ea l li m p o r t a n tm e a n sf o r a p p r a i s i n ge c o l o g i c a lr i s k o fo r g a n i cp o l l u t a n t sa n dc 锄b eu s e dt op r e d i c tt r a n s f e r e n c e ， t r a n s f o r m a t i o na n dd i s t r i b u t i o nb e h a v i o rf o rt h e mi ne n v i r o n m e n t q u a n t u m c h e m i s t r y c a l c u l a t i o ni sa ni m p o r t a n tm e t h o dt oo b t a i nm o l e c u l a rs t r u c t u r a lp a r a m e t e ri nq s a r q s p r s t u d yo fp o p s i nt h i st h e s i s ，t h ee x p e r i m e n t a lv a l u e so fw a t e rs o l u b i l i t y ( - 1 萨w ) a n dn o c t a n o l w a t e rp a r t i t i o n c o e f f i c i e n t ( 1 酬o f s u b s t i t u t e dp h e n o l sa n da n i l i n e sw e r ed e t e r m i n e du s i n gs h a k e - f l a s km e t h o d a t2 5 c a n dt h ee x p e r i m e n t a lv a l u e so fl 麟wa n da c u t et o x i c i t y ( - l ：c s o ) o fp e s t i c i d e st o p h o t o b a c t e r i u mp h o s p h o r e u mw e r ea l s od e t e r m i n e d t h e nq u a n t u mc h e m i s t r yp a r a m e t e r so f t h e s ec o m p o u n d sw e r ec o m p u t e du s i n gd e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y ( d f t ) m e t h o d s b a s e do nt h e m o d i f i e dt h e o r e t i c a ll i n e a rs o l v a t i o ne n e r g y r e l a t i o n s h i pm o d e l ，t h eo b t a i n e ds t r u c t u r a l a n d t h e r m o d y n a m i cp a r a m e t e r sw r et a k e na st h e o r e t i c a l d e s c r i p t o r s t oe s t a b l i s ht h en o v e l q s a r q s p rm o d e lb yu s i n gg q s a r f2 0a n ds p s s l 2 0f o rw i n d o w sp r o g r a m s t h eo b t a i n e d m o d e l sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) q s p rm o d e l sf o rp r e d i c t i n g l g a n dl 酪oo fs u b s t i t u t e dp h e n o l s ，i nw h i c ht h e c o n v e n t i o n a lc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t 僻2 ) a r e0 9 8 0 0a n d0 9 9 4 1 ，t h el o oc r o s s v a l i d a t i o n c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tq z ) a r e0 9 7 2 9a n d0 9 8 6 4 ，a n dt h es t a n d a r de r r o r 雠) a r e0 1 4 1a n d0 0 5 7 ， r e s p e c t i v e l y m o r e o v e r , t h em o d e l so ft h i ss t u d ye x h i b i t e do p t i m u ms t a b i l i t ya n db e t t e rp r e d i c t i v e p o w e rt h a nt h o s eb a s e do na m lm o l e c u l a ro r b i t a lm e t h o da n dm o l e c u l a rc o n n e c t i v i t ym e t h o d ( 2 ) q s p rm o d e l sf o rp r e d i c t i n g 1 峨a n dl 幽wo fs u b s t i t u t e da n i l i n e s ，i nw h i c ht h ev a l u e so f r f o rt h et w om o d e l sa r e0 9 8 1a n d0 9 9 3w h i l et h ev a l u e so fq 2a r e0 9 7 2 5a n d0 。9 7 6 0 r e s p e c t i v e l y a n dt h em o d e lo fl 妊wi nt h i ss t u d ye x h i b i t e do p t i m u ms t a b i l i t ya n db e t t e r p r e d i c t i v ep o w e rt h a nt h o s eb a s e do na m lm e t h o da n du s i n gl i n e a rs o l v a t i o ne n e r g yp a r a m e t e r 桂林工学院硕士学位论文 ( 3 ) q s p rm o d e lo fl 鳊wa n dq s a rm o d e lo f - l g e c s o f o rp e s t i c i d e s p e s t i c i d e sw e r e o p t i m i z e dc o m p u t e da t 1 g l e v e ld f t m e t h o d s n em o d e lo f - l 萨c 5 0i n c l u d e st w ov a r i a b l e s ( m o s tp o s i t i v ep a r t i a lc h a r g eo n ah y d r o g e na t o m h + ) a n d s t a n d a r de n t r o p y ) n ev a l u e so f 尺zf b r t h et w om o d e l sa l e0 9 4 4 3a n d0 8 9 4 0 ，t h ev a l u e so f 矿a l e0 9 2 6 9a n d0 7 8 0 ，a n dt h e v a l u e so fs ea r e0 2 3 5a n d0 4 1 0 a l lo ft h e s em o d e l sh a v eh i 。曲r 。a n dl o ws ev a l u e sw h i c hi n d i c a t et h a tt h e yh a v eh i 。g h e s t i m a t i o np o w e ro fm o d e l s t a t i s t i c a lt e s ta n da p p r a i s a lf o rt h eo b t a i n e dm o d e l s w e r ep e r f o r m e d w i t hl o o c r o s s v a l i d a t i o n ，t - t e s t ，f - t e s to rv a r i a t i o ni n f l a t i o nf a c t o r s ( 叨d t h er e s u l t si n d i c a t e d t h a ta l lo ft h e s em o d e l sh a v eg o o dc o r r e l a t i o na n ds t a b i l i t ya n dc a nb eu s e dt op r e d i c tp r o p e r t i e s o ft h e s ec o m p o u n d sa n di n f e ri n t e r a c t i o nm e c h a n i s m k e y w o r d s ：q u a n t i t a t i v es t r u c t u r e a c t i v i t y p r o p e r t yr e l a t i o n s h i p ( o s k 鼬q s p r ) ，d e n s i t y f u n c t i o n a lt h e r o r y ( d f t ) ，s u b s t i t u t e dp h e n o l sa n da n i l i n e s ，p e s t i c i d e s ，n - o c t a n o l w a t e rp a r t i t i o n c o e f f i c i e n t ( 1 9 k o w ) ，w a t e rs o l u b i l i t y ( - l 酗0 ，a c u t et o x i c i t y ( - l g 互c 5 0 ) t op h o t o b a c t e r i u m p h o s p h o r e u m i l i 桂林工学院硕士学位论文 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是我个人在王遵尧教授指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特，i i j j n 以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得桂林工学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并致以了谢意。 学位论文作者( 签字) ：曼丛叠 签字日期：2 丝毽： 1 0 ，表 示回归方程不稳定，需要重新检验。 2 2 实验方法 2 2 1l 鲥口一l g s w 测定的实验方法 八溶液的配制 先将正辛醇和二次蒸馏水在振荡器上振荡2 4 1 1 ，使其相互饱和，静置分层后，将两相 分离，称取0 5 1m l 某一浓度的待测物质的被水饱和的正辛醇溶液至1 0m l 具塞离心管中， 加入被正辛醇饱和的二次蒸馏水至刻度，盖紧塞子，置于振荡器上振荡，测定振荡不同时 间时水中有机物含量。在 1 0 ，表示回归方程不稳定，需重新检验。 模型( d 中2 个独立变量间的相关系数厂2 分别为0 0 9 7 8 和0 0 9 7 8 ，v f 值分别为1 1 0 4 8 和 1 1 0 4 8 ，它们都小于5 0 ，模型( i d 中3 个独立变量间的相关系数，2 分别为0 5 2 6 0 、0 5 3 6 0 和0 3 9 1 9 ，v f 值分别为2 1 0 9 5 、2 1 5 4 8 和1 6 4 “，其v f 都小于5 o ( 见表3 6 ) ，说明模型 ( i ) 和模型( i i ) 参数间相关性很小，有显著统计意义和良好的稳定性，相关方程可以接受。 表3 6 两个模型的自相关系数( ，2 ) 、膨胀系数( m ) ，标准回归系数做) 和t 值 t a b l e3 6s e l f - c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t s 旷) v a r i a n c ei n f l a t i o nf a c t o r sc w f ) ，s t a n d a r dr e g r e s s i o nc o e f f i c i e n t s 儆) a n dt - - s c o r e sf o rm o d e l ( i ) a n dm o d e l ( i d 表3 6 同时列出了模型( i ) 和模型( i d 各个变量的标准回归系数( s t a n d a r dr e g r e s s i o n c o e f f i c i e n t s 雠) ) 和t 值。模型( d ，从纭的数值可见，a 的职为0 7 9 7 4 2 ，其绝对值大于 珏的鼹的绝对值( 0 3 8 8 0 4 ) ，说明在相关方程( 2 ) 中，a 对1 萨w 的影响大于您的影响。在 置信度为9 5 时，标准t 值( f 4 ，2 ) 为2 0 9 3 ，a 和z e 的t 值分别为1 9 4 7 1 和7 4 3 6 ，其绝对值 都大于标准t 值，进一步证明模型( i ) 是稳健的。a 的t 值绝对值大于t e 的t 值绝对值， 同样说明了a 对1 峨的影响最显著。 对于模型( i d ，h 的躲为0 7 6 0 9 4 ，其绝对值大于k 和矿的鼹的绝对值，说明在相关 方程( 6 ) 中，h 对l 幽w 的影响大于m 和矿的影响。在置信度为9 5 时，标准t 值( l ，2 ) 为2 0 9 3 ， 桂林工学院硕士学位论文 k 、矿和日的t 值分别为1 9 9 6 1 、9 8 7 7 和3 0 5 3 0 ，其绝对值都大于标准t 值，进一步证明 模型( i i ) 是稳健的。h 的t 值绝对值大于k 和g - 的t 值绝对值，同样说明了日对l 麟w 的影响最显著。 本研究中，用交叉验证法( c r o s s - v a l i d a t i o n ) 对所建立模型的稳健性进行了验证，模型( d 和模型( i i ) 的交叉验证系数国2 ) 分别为0 9 7 2 9 和0 9 8 6 4 ，说明所得模型具有好的稳定性和预 e 。l 。k 力，因而这些模型可以应用于同类化合物1 萨w 与l g 墨w 值的预测。用模型( i ) 和模型 ( i i ) 预测了有实验数据的1 2 0 号各化合物的，见表3 1 ，与实验测定值比较，其中1 峨 误差最大的是1 6 号化合物( 2 ，6 二氯苯酚) ，误差为0 3 1 0 ：l 醇。误差最大的是1 0 号化合物 ( 1 萘酚) ，误差为o 1 4 2 。 同时还预测了另外9 个氯代苯酚的一l 幽与l 鳊w ，其值也列于表3 1 。文献 6 9 1 和 8 0 】 报道了其中5 个化合物的l 掣数值，比较可见，本研究的预测值与这些文献值误差最大的 是2 5 号2 ，3 ，6 三氯苯酚，相差0 3 3 ，其它4 个化合物的数值都较接近，相差小于0 1 1 。 3 3 5 与文献结果的比较 文献【8 0 】应用量子化学a m l 算法求得多氯有机物的量化参数，以此来构建定量结构性 质相关( q s p r ) 模型。该模型对多氯有机物的l 麟w 进行了预测，其相关方程如下： l g l ；= 1 3 0 7 - 0 5 平1 0 5 e h o m o 5 o 即h + - 5 8 4 彳+ 1 4 7 t e( 3 7 ) r 2 = 0 9 2 5 4 ，s e = 0 4 0 用方程( 3 7 ) 预测氯代苯酚的l 鳊w 时，最大残差为0 5 7 。本研究中l 酗，o w 的模型只包含3 个变量，尺2 ( 0 9 9 4 1 ) 高于文献【7 7 】的( 0 9 2 5 4 ) ，s e ( o 0 5 6 ) 低于文献1 7 7 ( 0 4 0 ) 。 文献1 8 2 1 用分子连接性指数预测有机物在水中的溶解度，其相关方程如下： 1 9 s w = - 0 4 4 0 e r - 0 3 6 = r + 3 1 6 ? r + 1 5 3( 3 8 ) 萨= o 9 4 5 ，s e = 0 3 3 ，力= 9 8 用方程( 3 8 ) 预测1 9 时，最大残差为o 6 7 。与方程( 8 ) 相比，本研究预测酚类化合物的1 吕 的模型更为适用：仅含有两个变量，且有较高的只2 ( 0 9 8 0 0 ) 和较低的距1 4 1 ) 。 由此可见，本研究d 兀、法的- l g s w 和l g w 模型预测能力高于对应i 拘a m l 算法和分子连接 性指数方法。 3 4 本章小结 ( 1 ) 采用d f t 方法在b 3 l y p 6 3 1 1 g 水平上对2 9 种酚系列化合物分子进行了全优化计 算，求得各分子的结构参数和热力学性质参数。 ( 2 ) 采用摇瓶法测得了2 5 下取代苯酚的l g w 和1 吕实验值。 ( 3 ) 分别以计算得到的结构参数为理论描述符，并以理论线性溶解能理论口l s e r ) 为理 桂林工学院硕士学位论文 论基础，求得了- l 幽和l g 盔w 与结构参数和热力学参数的相关模型，计算了相关方程中变量 间的v f 值，都小于5 o ，其相关方程的各个变量的t 值的绝对值都大于置信度为9 5 的标准t 值，证明相关方程具有显著统计意义和良好的稳定性，交叉验证法验证表明模型具有较强 的预测能力。并用两模型预测了9 个氯代苯酚的1 9 s w 与l 成w 值。 ( 4 ) 与文献采用半经验a m l 算法和分子连接性指数法所建立的模型相比较发现，所建 立模型的质量有所改善，因为相关系数提高，标准误差下降，模型的预测能力有所提高。 桂林工学院硕士学位论文 第4 章取代苯胺溶解度( 1 峨) 和正辛醇水分配系数( 1 班_ o w ) 的测定及 q s p r 研究 4 1 引言 随着化学品在人类生活中越来越广泛的使用，人工合成的化学品的数量也在大幅度增 加，对环境的污染也越来越多的受到了人们的关注。在众多的人工合成化学品中，取代苯胺 类化合物无疑是分布在环境中有毒的化合物之一哪j ，它是合成药物中间体和农药等化学品 的基础原料，化工企业的“三废”排放以及农药的大量使用是环境中取代苯胺类污染物的主 要来源。近年，有很多关于取代苯胺的定量关系研烈洲。如葛会林等以淡水发光菌青 海弧菌( q 6 7 ) 为指示生物，9 6 微孔板为实验反应载体，微板光度计为发光强度测试设备，测 定了苯胺、邻甲基苯胺、对甲基苯胺、邻硝基苯胺、对硝基苯胺及其混合物对发光菌的发 光抑制毒性l 8 5 j ：裴洪平采用c h e m o f f i c e 6 0 中m o p a c a m l 量子化学法计算了2 4 种苯胺类 化合物的6 种量子化学结构参数，其中取1 7 个化合物作为样本集对i g e c s d 进行多元逐步 回归分析，得到最佳方程，同时分析了苯胺类化合物的毒性机理【跖l ；r a i 等测定了 4 0 0 0 - 6 0 0c m 。1 波长范围内几种氯代苯胺的红外和拉曼光谱，并在6 - 3 1 g * 和6 - 3 1 1 g * * 两种 水平下，用d f t 和h f 方法计算了计算1 87 。k l e i n 等用d f t 法和半经验p m 3 和a m l 法计 算了取代胺类n h 、o - h 和s - h 的键裂焓变和离子化能，并研究了这两种参数与抗氧化 性的关系【蚓。此外，也有很多关于苯胺类污染物的降解研究【8 9 9 1 1 。如朱亮等从苯胺作为氯 苯胺的结构类似物、强化氯苯胺类生物降解效率出发，以苯胺和氯苯胺类有毒有机物作为 目标污染物，通过控制进水污染物负荷、污泥沉降时间、水力剪切力等操作条件，探索研 究降解苯胺、氯苯胺好氧污泥的颗粒化，并在分子水平上解析苯胺存在下培养获得的降解 氯苯胺好氧颗粒污泥的微生物种群结构差异【9 2 1 。o s a n o 等人【9 3 l 对世界范围内广泛使用的胺 类杀虫剂( a l a c h l o r 和m e t o l a c h l o r ) 及t 其降解产物的毒性进行了比较研究，结果表明：杀虫剂 稳定的降解产物取代苯胺类化合物比母体化合物具有更高的毒性。在我国取代苯胺类化合 物同样有着广泛的应用，因此对取代苯胺类化合物的研究具有十分重要的意义。 4 2 材料与方法 4 2 1 试剂与仪器 本实验所用的1 8 种取代胺类化合物均为分析纯，化合物名称见表4 - 1n o 1 1 8 。 t h z - c 恒温振荡器( 江苏太仓市实验备厂) ：7 5 2 s 紫外可见光分光光度计( 上海棱光技术 有限公司) 。 桂林工学院硕士学位论文 4 2 2 实验方法 本研究采用摇瓶法在2 5 下测定1 8 个取代苯胺的l g g o w 和- l 幽。其化合物的名称，实验 值，预测值和文献测定值见表4 1 ，其中化合物1 1 8 的实验数据是在2 5 采用摇瓶法测得。 表4 1 取代苯胺类化合物l g 轧和l 成，的实验值、文献值、预测值及差值 t a b l e4 1e x p e r i m e n t a l ，l i t e r a t u r e s a n dc a l c u l a t i o nd a t a ，d i f f e r e n c e so f l g a n dl g wf o rs u b s t i t u t e da n i l i n e 注： ( a ) 数值取自文献【7 9 】，“( b ) ”取自文献【8 0 】，( c ) ”是与文献值比较的误差 桂林工学院硕士学位论文 4 2 3 理论方法 采用g a u s s i a n 9 8 程序，在b 3 l y p 6 3 1 1 g * * 水平上计算取代苯胺系列化合物，得到其结 构参数和热力学参数，分别列于表4 2 和表4 3 。采用c h e m o f f i c c2 0 0 4 程序计算了处于能 量极小点的分子表面积( 。统计分析采用“s p s s ”和g q s a r f 2 0 软件，模型的稳定性用t 检验来验证，方程中参数间的共线性用v f 评价。 表4 2 胺美化合物b 3 l y p 6 - 3 1 1 g * * 计算得到的结构参数 t a b l e4 2s t r u c t u r a ld e s c r i p t o r sb yb 3 l y p 6 - 3 1 1 g + f o rs u b s t i t u t e da n i l i n e 堕! ：曼丛丛! ! 丛：乡丛塑o c l 且删砂yq h q t e m d e b y e a l o 3 0 e s u 11 2 6 7 5 29 6 5 9 7- 0 2 1 9 0- 0 0 1 7 6 0 2 0 9 0旬4 6 5 43 2 5 4 18 1 3 4 4 21 2 6 7 6 6 9 5 2 2 8旬2 1 2 8旬0 1 9 50 2 0 7 3 0 4 6 7 53 7 2 7 88 1 7 0 8 31 3 9 9 1 0 1 0 5 3 0 8旬2 2 5 1旬0 2 7 2o 2 3 0 2旬4 6 7 2 3 5 2 3 19 1 9 5 1 41 4 1 1 8 61 0 5 7 9 7旬2 2 1 7扣0 31 5 0 2 3 0 1旬4 6 9 23 3 4 5 59 3 4 0 3 51 4 1 1 9 6 1 0 7 1 1 5旬2 2 ：7 2- 0 0 3 0 0o 2 3 1 9- 0 4 6 7 31 9 8 4 29 3 3 4 4 6 1 4 0 3 9 8 1 1 0 1 0 8旬2 2 5 4m 0 2 8 5o 2 3 2 5国4 7 0 40 7 5 7 69 2 3 1 2 7 1 4 0 7 3 41 0 4 6 1 7旬2 2 1 9旬0 2 9 90 2 1 1 5加4 6 6 0 4 5 6 1 19 3 1 3 6 81 4 1 9 2 0 1 0 5 4 8 5 - 0 2 3 0 5 _ o 0 3 0 20 2 1 3 6- 0 4 6 3 63 6 9 7 09 3 7 6 8 91 6 8 1 0 01 3 0 9 8 9旬2 3 9 4 m 0 4 6 70 2 3 8 3旬4 7 2 42 1 7 3 61 1 7 1 0 8 1 01 8 0 2 2 21 4 4 7 0 5- 0 2 3 9 3_ 0 0 5 5 2o 2 3 8 6 m 4 7 2 43 2 2 9 21 2 9 1 8 6 1 11 2 9 1 9 9 9 4 8 3 3旬2 0 4 10 0 0 1 3o 2 0 4 6m 4 7 9 41 7 4 8 68 2 1 1 0 1 21 3 0 7 2 49 3 8 5 4旬2 0 3 6 0 0 0 0 7o 2 0 2 9旬4 7 0 31 5 6 0 28 2 7 1 2 1 3 1 3 1 0 3 39 5 2 5 9旬2 0 0 0_ 0 0 0 2 9o 2 0 2 0 旬4 6 9 91 4 6 3 48 3 3 7 7 1 41 3 3 1 1 9 9 3 3 2 70 1 9 8 2- o 0 0 1 30 2 0 6 90 4 4 3 21 8 7 5 68 2 9 9 3 1 51 5 1 9 7 61 0 7 1 0 4o 1 9 2 70 0 0 0 3 0 1 2 0 5_ o 4 5 6 11 9 7 4 99 6 2 8 6 1 61 2 1 1 7 49 0 5 3 2- 0 1 ”90 0 0 1 60 1 9 7 2 - 4 4 7 1 42 2 1 2 27 9 8 7 8 1 7 1 8 3 0 4 51 3 5 6 m 1 8 9 5o 0 0 10 1 2 1 0 以4 5 2 21 9 8 4 11 2 0 5 5 0 1 8 1 5 3 4 2 61 1 3 5 8 4旬1 9 7 5加0 3 7 70 2 0 5 4一o 4 8 0 11 6 2 8 4 1 1 6 1 2 8 1 91 1 1 5 7 4 8 1 4 4 9- o 2 0 6 4_ 0 2 0 6 40 2 0 3 7m 4 6 8 01 7 1 6 66 9 4 5 1 2 01 2 6 0 0 89 8 8 0 7 m 2 1 6 7旬0 1 6 80 2 2 7 84 6 8 62 0 8 2 4 8 0 5 7 8 2 11 5 3 6 7 9 1 2 1 8 1 70 2 2 7 5m 0 3 8 7 0 2 3 2 14 6 8 14 3 2 5 8 1 0 4 3 4 7 2 21 6 7 4 5 01 3 2 3 2 4 - 0 2 3 5 0 旬0 4 7 9 0 2 3 5 24 6 7 84 1 4 1 011 6 9 9 5 2 3 1 5 4 铝2 1 1 6 2 3 0加1 9 8 8_ 0 0 3 7 1 0 2 0 5 0- 0 4 6 9 32 0 3 1 6 4 7 4 0 4 2 9 桂林工学院硕士学位论文 表4 3 胺类类化合物b 3 l y p 6 - 3 1 1 g * * 计算得到的热力学参数 t a b l e4 3t h e r m o d y n a m i c d e s c r i p t o r sb yb 3 l y p 6 - - 3 1 1 g f o rs u b s t i t u t e da n i l i n e 4 3 结果与讨论 4 3 1l 幽w 的测定结果与文献值的比较 2 3 种取代苯胺化合物列于表1 ，文献检索表明，表1 中化合物的1 9 s w 数据比较少，故 未作讨论，只列出了部分文献的l 妊w 实验数据。 桂林工学院硕士学位论文 在2 3 个化合物，文献【7 9 】报道了其中的8 个实验数据，文献【8 0 】报道了其中的9 个实 验数据，在本研究与两个文献的测定值三者之间，部分结果比较一致，例如，4 号2 ，4 二氯 苯胺的测定值介于文献【7 9 】和【8 0 】之间，但是，9 号2 ，3 ，5 ，6 四氯苯胺的文献【8 0 】值为4 1 ，本 测定值为4 4 6 0 ，1 6 号对苯二胺的文献【7 9 】值为0 3 ，本测定值为0 3 2 0 ，存在一定的误差。 4 3 2 1 9 的相关方程 以计算所得到的1 1 8 化合物的结构参数和热力学参数为理论描述符，采用s p s sf o r w i n d o w s 和g q s a r f 2 0 程序，拟合得到本研究测定的- l g 与这些描述符的相关方程，相关 方程、r 2 、s e + n q 2 ，见表4 4 。 j l 4 4 - l g & 的相关方程 t a b l e4 4t h eo b t a i n e de q u a t i o n so f l g 叉 刀，一日2 懿；分别表示回归方程的样本数目、相关系数、交叉验证相关系数、标准误差 由表4 4 中方程l _ 5 可知，取3 个变量的方程( 5 ) 与其他方程相比，具有较大的尺2 ，较 小的踞，因此，将方程( 5 ) 定义为模型( i ) 。由表4 4 可得到以下结论：( a ) 当方程取一个变量 时，匝首先进入方程，并且随着化合物陋的增大，1 9 减小。随着7 e 绝对值增大( 其是 负值) ，化合物的1 觑增大，这是因为陋也是一个与分子的体积相关的性质，随着陋绝 对的增大，体积增大，分子的疏水性增强，更难进入水相，溶解度减小，故1 9 增大。( b ) 如果方程取两个变量，则m a 进入方程。随着帆增大，1 幽增大，这是因为随着分子表 面积似“) 的增大，疏水性增强，故化合物的1 峨增大。( c ) - - 个变量时，分子的最高占据轨 道能( e h o m o ) 进入方程，其系数为负值，说明随着分子的e o m o 的增加，1 峨减小，这是 因为e h o m o 增加，分子的提供孤对电子能力、接受质子的能力都增强，即与水分子形成氢 键的能力增强，容易进入水相，因此，1 幽相对较小。 3 1 桂林工学院硕士学位论文 4 3 3l g g o w 的相关方程 采用前述的回归方法，得到本研究测定的 g g o w 与这些述描述符的相关方程，相关方程、 r 2 、跖和q 2 列于表4 5 。由表4 5n - - i 失n ，取3 个变量的方程( 8 ) 具有较高的相关系数和较小的误 差僻2 = 0 9 9 3 ，s e = o 1 0 1 2 ) ，故将方程( 8 ) 定义为模型( 1 i ) 。 表4 5l 曦。的相关方程 t a b l e4 51 h eo b t a i n e de q u a t i o n so fl g 由表4 5 可以看出：( 1 ) 随着分子表面积( ：增大，l 鳊w 增大，这是因为随着分子表面 积 f a ) 的增大，疏水性( 亲脂性) 增强，分子越容易进入到有机相中，因此，l 西增大。( 2 ) 随着分子的玩o m o 的增加，l g 减小，这是因为e h o m o 增加，分子的提供孤对电子能力、 接受质子的能力都增强，即与水分子形成氢键的能力增强，容易进入水相，因此，l 幽。相 对较小。( 3 ) l 蛳随着硒绝对的增大而增大。这是因为随着弛绝对的增加，分子的疏水 性增强，亲脂性增强，更难进入水相，更容易进入辛醇相中，故l 酪。增大。 4 3 4 模型验证 模型( i ) 中3 个独立变量的p 豫值分别为2 1 6 1 、6 6 0 8 和6 3 2 9 ，它们都小于1 0 0 ，模型 ( i i ) 中3 个独立变量的v f 值分别为1 8 7 4 、5 7 0 7 和7 4 4 5 ，其脚都小于1 0 o ( 见表4 6 ) ， 说明模型( i ) 和模型( i i ) 参数间相关性很小，有显著统计意义和良好的稳定性，相关方程可以 接受。 表4 6 两个模型的v f 、s r 和t 值 t a b l e4 6v f , s ra n dt - s c o r e sf o rm o d e l ( i ) a n dm o d e l ( i i ) 桂林工学院硕士学位论文 表4 6 同时列出了模型( i ) 和模型( i i ) 各个变量的职和t 值。模型( i ) ，从昧的数值可见， 风的欢绝对值大于m a 和e h o m o 的豫的绝对值，说明在相关方程( 5 ) 中，e l 对1 9 s w 的影 响大于m a 和e h o m o 的影响。在置信度为9 5 时，标准t 值( t o 2 ) 为2 1 1 0 ，风、m a 和e h o m o 的t 值绝对值都大于标准t 值，进一步证明模( i ) 是稳健的。同理，对于模型( i i ) ，在相关方 程( 8 ) 中，m a 对l g k o w 的影响大于e h o m o 和陋的影响。其绝对值都大于标准t 值，进一步证 明模型( 1 1 ) 是稳健的。 本研究中，模型( d 和模型( i i ) 的口2 分别为0 9 7 2 5 和0 9 7 6 0 ，说明所得模型具有好的稳 定性和预测能力，因而这些模型可以应用于同类化合物1 峨与l g k o w 值的预测。用模型( i ) 和模型( i i ) 预测了有实验数据的1 1 8 号各化合物的，见表4 1 ，与实验测定值比较，其中 l 峨误差最大的是1 5 号化合物( n ，n 一二甲基苯胺) ，误差为- 0 2 8 7 ：l g 误差最大的是1 4 号化合物( n 甲基苯胺) ，误差为0 2 0 3 。 同时还预测了另外5