用从头算方法研究部分芳香族化合物的结构与抑制毒性关系

论文题目: 用从头算方法研究部分芳香族化合物的结构与抑制毒性关系

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 戴勇

导师: 乔旭,王遵尧,杨春生

关键词: 芳香族化合物,定量结构活性相关,从头计算法,自洽反应场,自然键轨道,多元逐步回归

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在有机污染化学和生态毒理学中，结构活性关系(QSAR)技术具有两个最基本的功能：一是对一些化学品的环境行为和生态毒性进行预测、评价和筛选；二是探求污染物的毒性作用机制，为发展污染控制技术和风险削减技术提供理论指导。因此，理想的QSAR模型应该具有高度的预测能力，又具有明确的物理意义。 在有机污染物的结构活性关系研究中，量子化学计算是获得分子结构参数的重要途径。通过对化合物进行量子化学计算，可以获得有关分子的电子结构和立体结构信息，如分子轨道能级、原子的电荷密度、极化率以及分子的静电荷等。量子化学计算方法中的从头计算法(ab initio)在理论上最严格，计算结果最精确，近年来，随着计算机运算速度的不断提高，ab initio方法已成为国际量子化学计算的主流。 本文采用从头算方法(ab initio)中的Hartree-Fock方法(简称HF方法)、密度泛函理论方法(Density functional theory，简称DFT)中的不同基组，分别在气相体系，自洽反应场方法，自然键轨道方法下计算了29个芳香族化合物的结构参数和热力学参数，利用SPSS11.5 for windows统计软件和GQSARF2.0软件，采用多元逐步回归法拟合得到与溶质-溶剂相互作用有关的物理化学性质与结构参数和热力学参数之间的QSAR方程，这些物理化学性质主要是指分子结构对黄瓜种子发芽率的抑制毒性。 为了检验模型的可靠性，首先检查模型中的变量之间是否存在共线性，再采用部分样本法和逐一(Leave-one-out，简称LOO方法)交叉验证(Cross-validation)法对模型进行预测性检验。 对QSAR的ab initio方法得到的毒性的预测模型和文献报道的半经验的AM1方法得到的模型进行比较，使用相同数量的变量，本研究得到的模型明显优于文献报道的模型。 对气相体系、自洽反应场方法、自然键轨道方法中得到的模型进行了比较，使用相同数量的变量，发现模型的相关系数变化不大。 以结构参数和热力学参数一起作为描述符时，会有部分热力学参数代替结构

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 QSAR概述

1.2 QSAR研究特点及意义

1.3 QSAR的研究方法

1.4 QSAR的研究中的量子化学方法

1.4.1 分子轨道计算方法

1.4.2 量子化学参数

1.5 QSAR的国内外研究现状及应用前景

1.6 本文的研究内容及创新之处

第二章 理论基础和计算方法

2.1 体系的选择

2.2 活性参数的收集

2.3 量子化学参数的计算

2.4 自洽反应场方法研究

2.5 自然键轨道方法研究

2.6 建模方法-多元逐步回归法

2.7 线性溶剂化能方程

2.8 模型的验证方法介绍

2.8.1 共线性检验-膨胀系数法

2.8.2 预测能力验证

第三章 部分芳香族化合物的活性相关研究

3.1 结构参数之间的两两相关性

3.2 毒性与参数的相关性

3.2.1 毒性与结构参数的相关性

3.2.2 毒性与结构和热力学参数的相关性

3.2.3 方法验证

3.2.4 与AM1结果的比较

3.3 小结

第四章 自洽反应场方法研究部分芳香族化合物的活性相关

4.1 结构参数之间的两两相关性

4.2 毒性与参数的相关性

4.2.1 毒性与结构参数的相关性

4.2.2 毒性与所有参数的相关性

4.2.3 与AM1结果的比较

4.2.4 与气相体系研究结果的比较

4.3 小结

第五章 自然键轨道方法研究部分芳香族化合物的活性相关

5.1 结构参数之间的两两相关性

5.2 毒性与参数的相关性

5.2.1 毒性与结构参数的相关性

5.2.2 毒性与所有参数的相关性

5.2.3 与AM1结果的比较

5.2.4 与气相体系和自洽反应场方法研究结果的比较

5.3 小结

第六章 结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

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