部分有機污染物的定量結構色譜保留關系研究.pdf

1、有機化合物的定量結構一性質(QSPR)研究是指通過研究化合物的分子結構與其性質之間的定量關系，從而達到對其理化性質的預測。定量結構一保留相關性(QSRR)研究可確定溶質的色譜性質，已成為色譜科學的一個新的研究分支領域。 在有機污染物的結構一性質關系研究中，量子化學計算是獲得分子結構參數(shù)的重要途徑。本研究采用高精度的密度泛函理論方法(DFT)，在6-31G<'*>水平上分別計算了取代苯酚、多氯代二苯并噻吩(polychlorina

2、ted dibenzothiophenes，PCDTs)、脂肪醇和鹵代苯四個系列的化合物，得到它們的結構參數(shù)和熱力學參數(shù)。利用GQSARF2.0軟件和SPSS12.0統(tǒng)計軟件，將計算得到的結構參數(shù)和熱力學參數(shù)作為描述符，采用多元逐步回歸法建立了化合物的色譜保留指數(shù)(RI)與分子結構之間的相關方程，得到的四個系列化合物的最佳預測模型的相關方程、相關系數(shù)(R<'2>)和均方根誤差(RMSEE)如下： 取代苯酚：RI=2639.4+7

3、.6a-4447.9qH<'+> R<'2>=0.9885，RMSEE=10； PCDTs： RI=-184.17+0.48S<'e> R<'2>=0.9961，RMSEE=1.81； 脂肪醇：RI=654.05+3.22S<'e>+2206.67q<'->+3625.86E<,LUMO> R<'2>=0.9906，RMSEE=13.11: 鹵代苯： RI=-173.65+20.34 V<,i> R<'2>=0.9230

4、，RMSEE=50。 此外，將PCDTs中的氯原子相互位置關系參數(shù)(N<,PCS>)作為描述符，采用多元逐步回歸法建立了PCDTs的色譜保留指數(shù)(RI)與N<,PCS>之間的相關方程： RI=6.21+12.93N<,1(9)>+14.16N<,2(8)>+13．66N<,3(7)>+12.60N<,4(6)>，R<'2>=0.9962，RMSEE=1.79對于得到的模型，采用變異膨脹因子(VIF)檢驗模型中的變量之間是否存在共

5、線性，再采用部分樣本法和交叉驗證留一法(LOO)對所建立的QSRR模型的預測性進行檢驗。 本研究結果表明：以結構參數(shù)和熱力學參數(shù)一起作為描述符時，會有部分熱力學參數(shù)代替結構參數(shù)進入預測方程，相應地提高模型的預測能力：對于PCDTs，將氯原子相互位置關系作為描述符得到的模型，方法簡單，相關性好；本研究得到的模型的相關系數(shù)明顯高于文獻報道的用定位基指數(shù)(ofientating group index)及連接性指數(shù)(connectiv

6、ity index)、拓撲指數(shù)(topological index)等方法的計算結果。 本研究中還將脂肪醇和鹵代苯的色譜保留值用于相應化合物其它性質的研究，結果表明這兩類化合物的色譜保留值與其它性質存在較好的相關性。 總之，本研究的QSRR研究是建立在高精度的量子化學參數(shù)基礎上，依托于一定的理論模型，因此具有比較強的理論性和實用性，其研究結果對于QSRR方法學的研究，對于有機污染物的色譜保留機理的探討都具有非常重要的意義