取代苯酚、苯胺臭氧降解及部分類二噁英物質(zhì)的QSPR研究.pdf

1、有機(jī)污染物對人類的健康和環(huán)境的影響受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注。定量結(jié)構(gòu).性質(zhì)相關(guān)(QSPR)是一個涵蓋了化學(xué)、生物、數(shù)學(xué)、計算機(jī)等多門科學(xué)的交叉學(xué)科點(diǎn)，是國際上十分活躍的前沿領(lǐng)域，已經(jīng)成為對有機(jī)污染物進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價的一個重要手段，它可以用于預(yù)測有機(jī)污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和分布等行為。在有機(jī)污染物的QSPR研究中，量子化學(xué)計算是獲得分子結(jié)構(gòu)參數(shù)的重要方法。 本論文對取代苯酚、取代苯胺、多溴代二苯并噻吩、多溴二苯硫醚系列化合物的性質(zhì)

2、進(jìn)行了QSPR研究。(1)采用實(shí)驗的方法測定了取代苯酚、取代苯胺的臭氧降解反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)，采用密度泛函理論(DFT)方法在B3LYP/6-311G﹡﹡水平上對取代苯酚、取代苯胺分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全優(yōu)化計算，以計算得到的量子化學(xué)參數(shù)作為理論描述符，采用SPSS 12.0 for windows統(tǒng)計程序進(jìn)行正向逐步回歸分析，分別建立了臭氧降解反應(yīng)速率常數(shù)的QSPR模型。(2)采用密度泛函理論(DFT)方法在B3LYP/6-31G﹡水平上

3、對多溴代二苯并噻吩、多溴二苯硫醚分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全優(yōu)化計算，并通過設(shè)計等鍵反應(yīng)計算得到的系列化合物的熱力學(xué)參數(shù)。通過定義鹵素原子在母體化合物上的取代數(shù)目和相互位置關(guān)系作為結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用正向逐步回歸分析，分別建立了多溴代二苯并噻吩、多溴二苯硫醚的熱力學(xué)性質(zhì)與鹵原子取代相互位置和數(shù)目關(guān)系的QSPR模型。 采用留一的交叉驗證和外部檢驗、t-檢驗或F-檢驗和變異膨脹因子(VIF)等方法對所建立的QSPR模型進(jìn)行了統(tǒng)計檢驗和評價，檢驗結(jié)果證

4、明所建立的模型具有高的預(yù)測能力和穩(wěn)健性。 研究結(jié)果表明：取代苯酚，取代苯胺的臭氧氧化反應(yīng)表觀速率常數(shù)與其結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)參數(shù)之間存在很好的線性關(guān)系，相關(guān)方程的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.978和0.956，標(biāo)準(zhǔn)誤差SD分別為0.050和0.066。多溴代二苯并噻吩、多溴二苯硫醚的熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)與其鹵素原子的取代個數(shù)和取代的鹵原子之間的相互位置間也存在明顯的相關(guān)性。熱容、熵、標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能與鹵素原子的取代數(shù)目和相互位置關(guān)系