取代芳烃对发光菌急性毒性的QSAR研究

取代芳烃类化合物是重要的化工产品,应用广泛,但大多数具有毒性。本研究根据定量结构-活性相关性(QSAR)原理,研究了38种取代芳烃对发光菌的急性毒性(EC_(50))与其分子结构之间的关系,还应用遗传算法筛选出5个与EC_(50)最为相关的描述符,并应用多元线性回归方法和支持向量机方法建立QSAR模型。结果表明,两种方法所见模型的复相关系数、留一法交互验证系数分别为0.988、0.979和0.991、0.981,对外部预测样本的复相关系数和外部测试集交互验证系数分别为0.913、0.904和0.924、0.906,与相关文献比较,所建QSAR模型均具有更好的预测能力和稳健性。     

取代酚类化合物LC_(50)的QSAR模型建立与分析

基于定量结构.活性(QSAR)研究取代酚类化合物的急毒性具有重要意义。采用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G~(**)水平下,全优化计算21种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_(HOMO)和E_(LUMO))、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_(NHOMO)和E_(NLUMO))、分子总能量(E_T)、氢原子所带的最高正电荷(q_H~+)、最负非氢原子的静电荷(q~-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符。结合文献中标题化合物对梨形四膜虫的毒性值(-lg LC_(50))和疏水性系数(10g Kow),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数(R~2),去一法(LOO)交替检验复相关系数(R_(cv)~2),外部预测样本复相关系数(R_(ext)~2)分别为0.924,0.922和0.830,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。由此推断,标题物对梨形四膜虫的毒性作用分为两步,首先穿过细胞壁在细胞内富集,以log Kow描述;其次与亲核试剂发生亲电反应,以点E_(NLUMO)表示。     

氯代芳烃对戈卑鱼毒性的定量构效关系解析

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究氯代芳烃的性质具有重要意义。对22种氯代芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。据所得量子化学参数建立氯代芳烃对戈卑鱼急毒性(-IgLC₅₀)的QSAR模型。对训练集样本经逐步多元回归分析后,所建QSAR模型的复相关系数R²及去一法（LOO）交互检验复相关系数R²_cv分别为0.963和0.962,用预测集样本进行了外部预测,所得外部预测样本复相关系数R²_ext和外部预测集交互检验Q²_ext分别为0.968和0.820,表明所建立的QSAR方程具有较好的稳定性和预测能力。模型结果表明:氯代芳烃化合物的毒性与分子总能量（E_γ）、分子体积（V）及分子次最低空轨道能(E_NLUMO)的相关性较好。     

DFT法研究取代芳烃结构与毒性的定量关系

应用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-311G~(**)水平上全优化计算38个取代芳烃的量子化学参数,结合辛醇/水分配系数研究取代芳烃化合物对发光菌毒性的定量构效关系(QSAR)。对训练集样本经逐步多元回归分析(SMR)后,所建QSAR方程的复关系数R~2及去一法交互检验复相关系数Q_(LOO)~2分别为0.920和0.896,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(ext)~2和外部预测集交互检验Q_(ext)~2分别为0.870和0.849。模型结果显示:辛醇/水分配系数愈大,即分子疏水性愈强,化合物对发光菌的毒性愈大;取代基的吸电子能力愈强,化合物毒性愈大;前沿轨道能级差愈小,化合物毒性愈大。     

MEDV用于取代苯酚定量构效关系研究

基于定量结构-活性关系(QSAR)研究取代苯酚化合物的性质具有重要意义.分子电性距离矢量(MEDV)是1种描述分子二维结构的拓扑描述子,由4种类型原子间的相互作用得到的10个矢量组成.采用MEDV表征取代苯酚化合物的分子结构,运用多元线性回归技术,同时采用逐步回归结合统计检测对模型变量进行筛选,建立了取代苯酚诱发浮萍萎黄活性、取代苯酚臭氧氧化表观速率常数与MEDV的QSAR模型,继用留一法和外部样本检验模型稳定性能.其复相关系数(R)、留一法(LOO)交互校验复相关系数(Rcv)和外部样本校验复相关系数(Qext)分别为0.9850、0.9621、0.8218;0.8579、0.7621、0.7966.结果表明,MEDV计算简单,对于取代苯酚的结构表征能力较强,所建OSAR模型具有良好的稳定性和预测能力.     

有机磷酸酯类化合物定量结构活性相关性的研究

基于定量结构-活性相关(QSAR)研究有机磷酸酯类化合物的性质具有重要意义。采用分子电性距离矢量(MEDV)表征35种有机磷酸酯类化合物(OPs)的分子结构,运用多元线性回归(MLR)技术,同时采用逐步回归结合统计检测筛选模型变量,建立35种有机磷酸酯类化合物对家蝇急性毒性的QSAR模型。采用内外双重验证的办法深入分析和检验所得模型稳定性,建模计算值、留一法交互校验预测值和外部样本预测值的复相关系数(R)分别为0.978 4、0.951 8和0.943 5。表明所建QSAR模型稳定性良好。     

麻醉药对费氏弧菌毒性的2D-QSAR研究(英文)

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G~(**)水平下,全优化计算36种麻醉药分子的量子化学参数,结合麻醉药对费氏弧菌的毒性数据(-1gEC_(50)),由线性回归方法建立QSAR模型。对训练集样本经逐步多元回归分析后,所建QSAR方程的复相关系数R~2及去一法交互检验复相关系数q~2分别为0.959和0.943,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(pred)~2为0.982。结果表明:麻醉药的毒性主要由V、E_(HOMO)、E_(NHOMO)和E_T决定,V和E_(NHOMO)越大,化合物对费氏弧菌的毒性越大;E_T和E_(HOMO)越小,化合物毒性越大。     

醛酮化合物结构表征与色谱保留指数模拟

通过构建分子顶点原子之间的关系对35个醛酮类化合物进行了结构表征,采用多元线性回归和逐步回归的方法建立了该类化合物结构与色谱保留指数之间的关系模型,模型的复相关系数(R)为0.978,标准偏差(SD)为37.305。采用"留一法"交互检验和外部样本预测的方法对模型的稳定性和预测能力进行了评价,交互检验的复相关系数(R_(cv))为0.970,标准偏差(SD_(cv))为43.477;外部预测的复相关系数(R_(test))为0.996,标准偏差(SD_(test)为17.004。结果表明所采用的分子结构描述符能够恰当表现该类化合物结构特征,所建模型具有良好的稳定性和预测能力。     

硝基芳烃对黑头呆鱼毒性的DFT研究

对35种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。据所得量子化学参数和标题化合物的辛醇/水分配系数(IgK_OW)建立硝基芳烃对黑头呆鱼毒性(-IgLC₅₀)的QSAR模型,采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交互检验复相关系数(R²_cv),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.975,0.970和0.904,故所建立QSAR模型的稳定性和预测能力良好。结果表明:硝基芳烃化合物的毒性主要由分子最低空轨道能(E_LUMO)、硝基静电荷(Q_NO2)、氢原子所带的最高正电荷（Q_H⁺）及辛醇/水分配系数决定。苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小,强吸电子基如硝基会使化合物毒性增强,且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代;相反,给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低。总之,硝基是这类化合物致毒的主要基团,将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径。     

取代苯胺和苯酚类化合物土壤吸收系数的定量预测

基于定量结构-性质（QSPR）研究取代苯胺和苯酚的性质具有重要意义。对36种取代苯胺和苯酚类化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO)、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（Q^-）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物的土壤吸收系数(log K_oc)和疏水性系数(log K_ow),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R_cv²),外部预测样本复相关系数(R_ext²)分别为0.930,0.929和0.915,故所建QSPR模型的稳定性和预测能力良好。模型结果表明:标题化合物的log K_oc与疏水性系数(log K_ow)、最负非氢原子的静电荷（Q^-）、分子次最低空轨道能(E_NLUMO)和分子最高占用轨道能(E_HOMO)的相关性较好。     

DFT法研究取代酚对黑头呆鱼的急毒性

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究酚类化合物的急毒性具有重要意义。运用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G^**水平下,全优化计算25种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、前线轨道能级差(AE=EHOMOˉ尻_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（g）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物对黑头呆鱼急毒性值(-1g LC₅₀),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R²_CV),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.976,0.974和0.940,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。表明:取代酚对黑头呆鱼急毒性与分子体积、最负非氢原子的静电荷及分子总能量的相关性密切。     

二烷氧基喹唑啉类PDGFR抑制剂的定量构效关系及分子设计

用量子化学密度泛函、分子力学及统计方法,对二烷氧基喹唑啉衍生物进行定量构效关系(QSAR)研究.由计算所得的化合物分子的几何结构、电子结构参数和分子性质为广义描述符(变量),通过逐步回归分析,筛选出主要因素,建立QSAR方程.结果表明化合物的偶极距(μ),A环C1和C3原子的净电荷(QC1和QC3)以及取代基R7的立体参数(MR7)是影响化合物抑制活性的主要因素.方程的拟合相关系数(r2)和交叉验证系数(q2)分别为0.874和0.8093,表明方程具有良好的预测能力,可用于预测未知化合物的活性.基于此QSAR方程,设计了4个具有较高抑制活性的新的化合物并有待实验的验证.     

苯胺类化合物毒性的QSAR研究

以有机化合物分子中的非氢原子及非氢原子之间的关系为结构描述符,对部分苯胺类化合物结构进行了参数化表征,运用逐步回归(SMR)及多元线性回归(MLR)进行了化合物结构与毒性关系研究,得到了两个QSAR模型。两模型的相关系数(R)分别为0.945和0.958,标准误差(SD)分别为0.216和0.196;"留一法"交互检验的相关系数(RCV)分别为0.932和0.939,标准误差(SDCV)分别为0.240和0.235。结果表明,所建模型具有良好的稳定性与预测能力。     

基于QSAR模型研究芳烃化合物对小球藻的抑制活性

芳烃化合物正随着工业的快速发展和溢油事故的频繁发生影响着海洋生态系统的健康,提高定量构效关系（QSAR）模型预测未知芳烃化合物毒性的能力是做好芳烃化合物安全防范措施的任务之一。为建立芳烃化合物物化性质与小球藻抑制活性间的QSAR模型,以实验获取的21种芳烃化合物对小球藻96 h的抑制活性数据为基础,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6-311G^**基组上全优化计算21种芳烃化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些结构参数作为理论描述符,逐步回归得到芳烃化合物对藻类抑制活性的QSAR模型。该模型相关系数R²为0.925,交叉验证相关系数q²为0.898,说明所建模型具有良好的预测能力和较强的稳定性;所建模型包含2个参数（分子体积和最正氢电荷）,其中分子体积显著影响了该类化合物对小球藻的抑制活性。     

3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物除草活性与结构关系的研究

应用半经验量子化学AM1法获得18种3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物的优势构象,再用AM1法和分子图形学技术获得其电子结构参数和几何结构参数,然后采用多元线性回归分析(MLR)和人工神经网络误差反传算法(BP)将这些参数和化合物对油菜的抑制活性相关联.MLR和BP建模的复相关系数(R2)、去一法(LOO)交互检验复相关系数(R2cv)分别为0.840,0.743和0.889,0.733,表明所建市的QSAR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明,苯环上应尽量避免大体积取代基的引入,在2号位引入的取代基可稍大些;在苯环2、4、6位引入供电子基团、3位引入吸电子基团可提高化合物的除草活性,所建模型可为哒嗪类除草剂的设计合成提供理论指导.     

氯苯与氯酚类化合物毒性的预测

基于定量结构-活性相关(QSAR)研究氯苯、氯酚类化合物的性质具有重要意义。采用分子电性距离矢量(MEDV)表征氯苯、氯酚类有机毒物的分子结构,运用多元线性回归建立定量结构毒性相关(QSTR)模型,同时采用逐步回归结合统计检测筛选模型变量,建立了22个氯苯、氯酚类有机污染物结构与对戈卑鱼(Guppy)半数致死浓度lg1/(LC_(50))回归方程。另外采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳定性。建模的复相关系数(R_(cum))、留一法(LOO)交互校验复相关系数(R_(CV))和外部样本校验复相关系数(Q_(ext))分别为0.976 2、0.944 6和0.973 1。表明用MEDV表征氯苯、氯酚类有机物分子结构信息较好,所建QSTR模型的稳定性和预测能力良好。     

四氢咪唑苯二氮卓酮类抗艾滋病药物定量构效关系的研究

采用三维全息原子场作用矢量(3D-HoVAIF)研究89个四氢咪唑苯二氮卓酮(TIBO)类抗艾滋病药物的定量构效关系(QSAR).分别运用偏最小二乘回归、人工神经网络建模,同时采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳定性.PLS与ANN建模的复相关系数(R2cum)、留一法(leave-one-out,LOO)交互校验(cross-validation,CV)复相关系数(Q2CV)和外部样本校验复相关系数(Q2ext),分别为0.802、0.710、0.552和0.871、0.864、0.760.表明用3D-HoVAIF表征TIBO类抗艾滋病药物分子结构信息较好,建立QSAR模型的稳定性和预测能力良好,运用ANN建模优于PLS及前人报道的多元线性回归(multiple linear regression,MLR).     

QSAR/QSPR模型验证方式与预测能力的关系研究

QSAR研究中,判断模型预测能力至关重要。长期以来,模型的预测能力是使用留一法或留k法等内部验证来确定,但在2004年形成的OECD规则中,已明确规定必须使用外部验证集去评价模型的预测能力。为了研究内部验证和外部验证与模型预测能力之间的关系,本文以45种睾酮和二氢睾酮衍生物以及37种萘锟酯衍生物为研究对象,以E-Dragon计算的分子描述符作为自变量,在增n减l算法选择变量的基础上,采用SVM算法对同种物质的不同活性以及不同物质的不同活性建立QSAR模型,研究QSAR/QSPR建模时的不同验证方式与模型预测能力的关系。研究结果表明,模型的预测能力与内部验证结果的好坏无必然联系,而结合外部验证的检验结果则是判断模型预测能力的可靠依据。     

硫代氨基甲酸酯类衍生物抗HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究

采用以MLR为基学习器的Boosting算法模型,对79种硫代氨基甲酸酯类衍生物做抗HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究。以E-Dragon软件计算的7组描述符分别为自变量,以化合物的半数效应浓度EC_(50)值为因变量构成7个原始数据集,用PSO算法筛选变量并建立MLR模型。各描述符建立的MLR模型中仅有RDF描述符模型同时通过外部预测和内部验证,故确定以其建立关于硫代氨基甲酸酯类衍生物抗HIV-1逆转录酶抑制活性的Boosting-MLR预测模型。Boosting-MLR模型与MLR模型相比,训练结果的决定系数R~2分别为0.728和0.741,预测结果R~2则分别为0.718和0.667,表明其泛化能力明显增强。对Boosting-MLR模型进一步进行稳定性验证,证明其预测稳定性较高。     

DFT法研究取代芳烃对发光菌的急毒性

用DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6-311G**水平下,全优化计算了24种卤苯、苯酚和苯胺衍生物.从中获得分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO)、分子总能量(ET)、氢原子所带的最高正电荷(QH+)、最负原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符.结合文献标题物对发光菌的毒性值(-lgEC50),由多元线性回归方法获得令人满意的QSAR模型,复相关系数R2和交叉验证系数Q2分别为0.9604和0.8946.模型结果显示:ELUMO越小,即最低空轨道能量越低,分子越易接受电子与亲核试剂发生反应,化合物对发光菌的毒性越大;分子的体积越大,μ越小,化合物毒性越大.