硝基苯化合物生物毒性的定量构效关系研究

合集下载

QSAR方法在有机化合物毒性评估及预测中的应用

QSAR方法在有机化合物毒性研究中的应用摘要:由于测定化合品的各种毒性需要花费大量的人力、物力和财力,人们不可能对众多化学品进行一一测定,而利用QSAR模型即可对化学品的生物毒性和环境行为进行预测，并筛选出具有潜在危害的化学品,这在环境科学研究中无疑是一件极具意义的工作。

本文大致总结了QSAR认识方法在有机化合物毒性评估及预测中的一些应用，并简要介绍了QSAR 方法在化境化学的研究进展及发展趋势。

关键词：QSAR ；应用；发展趋势；有机化合物对生物的毒性研究，在植物方面，大部分研究有机化合物对藻的毒性研究。

大量有机化合物或新型有机物仍不断地生产、研制和使用，其对环境的危害也越来越引起人们的关注。

人们己不满足于对毒物危害的被动响应，要求从“污染控制与治理为主”向“预防为主”的方向发展。

随着这一发展趋势，分析研究化合物的定量结构与其对生物毒性的关系，即定量构效关系也越来越受到人们的重视，一方面可以用于科学地解释有机化合物的毒性机理，另一方面通过化合物的定量构效关系研究可以加强其对生物毒性的预测和预报价。

1．QSAR概述定量结构—活性相关(Quantitative Structure—Activity Relationship ,简称QSAR)是指化学品的分子结构与其活性之间存在的定量关联。

QSAR研究是以结构表征为基础，以性质/活性预测为目标，以数学建模为纽带，围绕分子描述、化合物环境行为与生物活性分析和筛选以及发展建模方法三个方面展开。

无论是19世纪Hans Meyer与Charles Overton等在麻醉剂的抑制活性与其脂—水分配系数之间的线性关系，还是20世纪80年代Kamlet和Taft提出的线性溶剂化能模型，所有定量结构活性相关方法的理论基础都是将化合物物化性质、环境行为以及生物活性归因于其分子的化学结构。

基于这一原则，环境科学研究中的定量结构活性相关主要集中与有毒化合物及将要进入环境的新型化合物对人及其生态环境造成的环境效应与其分子化学结构之间的因果关系和量变规律。

环境毒理学考试内容--刘晓良剖析

走进成功的殿堂---刘晓良第一章1、环境毒理学：是利用毒理学的方法研究环境，特别是空气、水体、土壤中已经存在或者即将进入的有害化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门科学。

2、环境毒理学的研究方法：以动物实验为主，包括体外实验和体内（整体）实验两种基本类型。

动物学实验须与人体观察和人群流行病学调查结果有机结合起来加以考虑。

体外试验分为器官、细胞、亚细胞、分子四种水平；整体实验分为急性、亚急性、慢性三种毒性实验？第二章（不出大题？）1、污染物在环境中的迁移方式有三种：机械性迁移、物理-化学性迁移、生物性迁移。

2、污染物在环境中的转化有三种形式：物理转化、化学转化、生物转化。

3、生物浓缩：生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，称为生物浓缩，又称为生物富集。

（生物浓缩系数（BCF）=生物体内污染物的浓度/环境中该污染物的浓度）4、生物积累：生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，使其浓缩系数不断增大的现象。

（生物积累系数（BAF）=生长发育较后阶段污染物的浓度/生长发育较前阶段污染物的浓度）5、生物放大：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。

（生物放大系数（BMF）=高营养级生物体内污染物的浓度/低营养级生物体内污染物的浓度）6、化学转化作用：氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应。

污染物在大气中的转化以光化学氧化和催化氧化为主；在水体中的转化以氧化-还原反应和络合水解反应为主。

第三章（判断、选择？）1、生物转运：吸收、分布、排泄使外来化学物在体内发生位移，反复通过生物膜的过程称为生物转运。

代谢过程使污染物发生化学结构和性质的改变，转变成新的代谢产物，称为生物转化。

2、毒物通过生物膜的转运方式：1）被动扩散（高浓度—低浓度，不用载体，不消耗能量）2）滤过（通过膜孔，以水为载体，不消耗能量）3）特殊转运：主动转运（逆着浓度梯度，蛋白载体，消耗能量）、易化扩散（顺着浓度梯度，蛋白载体，不消耗能量）4）膜动转运（吞噬作用和胞吐作用—细胞膜的变形、移动和收缩）3、各个器官的转运方式以什么为主：消化道：（1）简单扩散：是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。

有机污染物结构与生物降解性定量关系研究

预测有机污染物在环境中的转移转化，最终去向及在变化过程中所产生的危险性具有重要的意义。关键闭芳香族化合物；结构参数；线性模型；生物降解性
中图分类号Ｘ７文献标识码Ａ文章编号１７—６１（１）１～１４Ｏ１２６３９７～２０１２０３一ｌ０
１）计算相关矩阵。对化合物的七个结构参数Ｅ。、Ｈ、、Ｅ。ｎＴＡ、ｌｇ、和Ｍ与ＢＤ￣ＳｏｐＯＪ行相关分析求出相关系数矩阵，观察各个
变量的相关陛。
通过分析，相关比较显著的参数结构是：分子生成热Ｈ化合物的和分子量Ｍ．说明了分子的稳定性与分子量的大小有相关关系。分子最低，夺轨道能Ｅ，和分子最高轨道能Ｅ。。，两个参数都与分子的轨道能有关，它们之间存在着某种内部的相关陛。化合物的分子量和分子表面积ＴＡ分子量大意味着分子本身也可能较大，为反映分子外部形状Ｓ，作
由于目前有机污染物的种类和数量都比较繁多，如逐一对其进行繁
杂的生物降解性试验是不实际的。因此，应用ＱＢ／Ｂ模型能够有效迅ＳＲＳＲ速地判断有机污染物的生物降解性。以驯化的活性污泥为降解生物，测定化合物的５生化需氧量ＢＤ和最后一天的生化需氧量ＢＤ一般为日ＯＯｕ（
他的分析中使用这些数据。因子得分能够表征理想变量（因子１、因子２在样品上的得分值。其绝对值越高，该理想变量所代表的物理化学）性质在该样品上的表现越强。因此，因子得分有助于对样品进行分类。
１２聚类分析．
分子最低空轨道能Ｅ和分子生成热Ｈ，分子接受电子的能力与分子的稳定性是呈负相关。分子越稳定，该分子的给电子能力越小。而反映化合物分子脂溶性的大小的参数ｌｐｏ、分子的偶极矩与其他结构参ｇ数之间无显著相关关系。２）提取因子，确定因子的个数。在已计算相关矩阵的基础上，进行总方差分析，以主成分分析法（假设变量是因子的纯线性组合）得到公因子和特征值。（见表１）由以上７个因子分散情况可以看出，７个特征值由大到小依次排序，第一特征值与最大公因子相对应，其余依此类推。根据公因子方差累计百分ｔ＞５－８％的原则，在７ｔ个公因子中选取前２＂４为主因子。同时因子１与因子２，以及因子２与因子３之间的特征值差值比较大，而其余因子之间的特征值差值均比较小。因而可以认为，提取前两个因子就可以概括绝大部分信息。３进行因子旋转。因子分析的目的是通过坐标变换使因子解的实）际意义更容易理解。选取两个主因子后，计算初始因子载荷的因子解。通过分析可知，第一主因子在Ｍ变量上的载荷超过０，、、Ｅ＿第二主８因子在ｌｐ０上的因子载荷超过Ｏ。同时，初始因子载荷在Ｅｇ．８Ｅ。ｒ Ⅲ Ｈ、ＴＡ和Ｍｓ五个因子上都比较均匀，这样就难以得到主因子的理化意

【国家自然科学基金】_定量结构-活性相关(qsar)_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
科研热词定量结构-活性相关多氯联苯 qsar 遗传算法贝类虚拟筛选脂肪族化合物联合毒性研究进展环境科学环境污染物环境内分泌干扰物混合污染物毒性斑马鱼胚胎支持向量机手性己烯雌酚对映体选择密度泛函理论定量结构活性相关定量结构-活性相关模型定量构效关系定量-结构活性关系多氯酚基因芯片反应速率常数分子连接性指数分子力学方法净化偏最小二乘法二烷氧基喹唑啉类衍生物 tio2光催化 pdgfr抑制剂 lc50
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
科研热词推荐指数定量构效关系 5 氨基酸描述符 3 血管紧张素转化酶抑制肽 2 多元线性回归 2 阱基单胺氧化酶抑制剂 1 金黄色葡萄球菌 1 量化参数 1 计算化学 1 血管紧张素转化酶 1 芳烃化合物 1 肽 1 离子液体 1 神经网络 1 白色念珠菌 1 电性距离矢量 1 抑菌活性 1 抑菌机理 1 抑制活性 1 小球藻 1 密度泛函理论(dft) 1 定量结构-活性相关(qsar) 1 定量结构-性质相关(qspr) 1 定量构效关系(qsar) 1 大肠杆菌 1 分子体积 1 偏最小二乘 1 主成分分析 1 qsar 1 dft 1 4-三唑 1 3-取代硫基-5-(2-羟基苯基)-4h-11 2 1
推荐指数 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

硝基苯化合物对枯草芽孢杆菌的毒性及构效分析

Ａｂｔａｔｎｔｉｔｄ２ｈ—Ｉｓ（０％ｉｈｂｔｒｒｗｈｃｎｅｔｔｎａｕｓｏ２ｎｔｂｎｅｅｅｅｄｔｒｉｅｏｏｕａｉｎｇｏｔｓｒｃ：Ｉｈｓｓｙ１ｕＣＧ０５ｎｉｉｙｇｏｔｏｃｎｒｉ）ｖｅｆ１ｉｏｅｚｎｓｗｒｅｅｎｄｆｒｐｐｌｔｒｗｈｏａｏｌｒｍｏ
合物毒性研究的工作尚很少见。
枯草芽孢杆菌存在于枯草、壤和天然水体中，土
是环境监测中标准的微生物实验材料。笔者以枯
草芽孢杆菌（ｓｂｉｓ为毒性实验测试生物，测Ｂ．ｕｔｉ）ｌ实
２．ｐｒｎｆＥｎｉｎｎａｎｉｅｒｇＣＨｇｆＥｎｉｎｎｎｓｕｃ，ｉｎＵｎｖｒｉ，ｈｎｅｕ１０２ＣｉａＤｅａｔｔｖｒｍｅｔＥｇｎｅｉ，ｏｅｅｏｖｒｍｅｔａｄＲｅｏｒｅＪｌｉｅｔＣａｇｈｎ３０６，ｈｎ）ｍｅｏｏｌｎｏｉｓｙ
ＸＵＪｎ — ｏ，ＪＮＧＴｏｇｉｇｂＩｉｓｎ２
（．ＤｐｒｍｅｔｏｎｉｏｍｅｔｌＳｉｎｅ，ｒｈａｔＮｏｍａｉｅｓｔ，ｈｎｅｕ１０２Ｃｉａ；１ｅａｔｎｆＥｖｒｎｎａｃｅｃＮｏｅｓｔｒｌＵｎｖｒｉＣａｇｈｎｙ３０４，ｈｎ
ｔｎ。应用ｌＰ，ｘ１１，ｉ）ｏｇ１，，Ｋａ ∑ 。和Ｅ。。６种物理化学描述符进行构效关系分析，立ＱＡ建ＳＲ模式，且预测了６个相似化台物的毒性。并

以硝基苯基为配体的有机铋化合物的研究进展

以硝基苯基为配体的有机铋化合物的研究进展陈静【摘要】Application of many organobimuth compounds in catalysis, biological medicine and functional materials were rapid developed since these compounds of low toxicity and low radioactive characteristics. Three kinds of synthetic methods for organobismuth compounds bearing nitrophenyl ligand and comparison of these synthetic routes were introduced. The use of metal -halogen reaction of Grignard reagent method was emphatically described, which had a simple and practical advantages synthetic route. Furthermore, the synthetic products had good application propects in curing catalysis.%由于铋类化合物具有低毒性和低放射性等诸多优良特性，在催化剂、生物医药、功能性材料等多方面的应用研究发展迅速。

本文主要介绍了以硝基苯基为配体的有机铋化合物的三种合成方法并进行了比较。

着重叙述了采用金属-卤素交换反应的格氏试剂法，该方法具有合成路线简单，实用性强等优点。

另外，合成产物的在固化催化方面有良好的应用前景。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】3页(P52-53,140)【关键词】硝基;有机铋化合物;合成;催化剂【作者】陈静【作者单位】黔南民族师范学院化学与化工系，贵州都匀 558000【正文语种】中文【中图分类】O625.61铋是第15 族中金属性最强的元素，具有特殊的理化性质。

QSAR方法在有机化合物毒性评估及预测中的应用

本文大致总结了QSAR认识方法在有机化合物毒性评估及预测中的一些应用，并简要介绍了QSAR 方法在化境化学的研究进展及发展趋势。

关键词：QSAR ；应用；发展趋势；有机化合物对生物的毒性研究，在植物方面，大部分研究有机化合物对藻的毒性研究。

大量有机化合物或新型有机物仍不断地生产、研制和使用，其对环境的危害也越来越引起人们的关注。

人们己不满足于对毒物危害的被动响应，要求从“污染控制与治理为主”向“预防为主”的方向发展。

1．QSAR概述定量结构—活性相关(Quantitative Structure—Activity Relationship ,简称QSAR)是指化学品的分子结构与其活性之间存在的定量关联。

苯胺类化合物生物毒性的定量构效关系研究

［6］ a f 电子效应类型参数，影响化合物的毒性 � � 作者尝试综合运用 T 包括基团电负性效应参数，极化 �
效应参数，场效应参数 F ，共轭效应参数等用于取代基结构的参数化［7］，其值列于表 1 �考虑到 � 基团大小和疏水作用也会影响化合物的毒性， � 因此选取基团立体效应参数 L 和疏水参数［ 7 ］， 1 取代基结构的参数其值也一并列于表中� 表 1 取代基的结构参数 � � � � � � � � Ta b .1 S r c r a l pa r a me er o f b i e
由其结构可以看出，苯胺类化合物每个分子都具有部分共同的碎片，即具有一个苯环及一个胺基，只有在其他五个取代位置上的取代基种类� 数目及位置不同 �显然，由于苯胺类化合物的结构差异较大，有单取代和多取代，并且取代基团有� C H 3 ， �E ， �N O 2 ， �C l 等，这些取代基的类型 � 位置及数目会
Q �
LI � � � � ( Co l l ege o f Ph i c & El ec r o ni c Info r ma i o n E ngi neeri ng， Qi ngha iU nier i fo r Na i o na l ii e ， Xi ni ng 810007 ， C hi na ) � � � � � � A � : Tof r her nder a nd he q a n ia ie r c re - a c i i rel a i o n hi p o f he 29 a mi no � � � b en ene � � deria � ie � a nd i mpr o e he predi ci o n precii o no f QSA R mo del ， a m li r egre i o n eq a i o n � � � � � � � � � � b a ed o n� ep � ie � regr e i o n me ho d a pr o poed.In hi d ， he i r c ra lpa ra me er ( L� � � � � � � � ， F� ，� ， ) a nd he i ndi ca i ng a ri a bl e o f he 29 a mi no b en ene der ia i e ere ca l c l a ed.T he � � � � al go � rihm � � ep ie� regre i o n me ho d a perfo rmed fo r el ec i o no f he a ri a bl e a nd he m l i regr e � � � � � � � i o n a� � ca� rr � i ed o ih a ifa c o r re l .The b i o l o gi ca l o i ci mecha nim er e dic ed. � � � � � � � K � � � : QSA � R � ; a mi no b en ene deri a ie ; b i o l o gi ca l o i ci; m l i regre i o n ; r c ra lpa ra me er 通常在环境污染研究中，基于结构决定化合物性质的原理，一方面，通过化合物结构分析，事先能够对尚未投放市场的新化合物的毒性进行成功的预测，另一方面，又能对已经进入人类中化合物的生物毒 � � � � � � � 物进行评价 � � � � 这种被称之定量结构活性相关 ( q a n ia ie r c re - a c ii rel a i o n hi p ， QSA R ) 研究，近年来越来越受到人们的重视［1 - 3］�其关键步骤是分子结构特征的提取，通常有多种方法可供选择 � 如常见的有基于分子拓扑矩阵计算拓扑指数类参数的提取分子结构特征方法，基于量子力学计算的提［ 4 - 5］，取分子结构特征的方法等� 本文另辟途径，不使用业已广泛应用的拓扑指数和量化类参数探讨直接综合运用取代基电子效应类型等结构参数作为化合物的结构表征，进行苯胺类化合物的 QSA R 研究，取得了较满意的结果� 显然，这种直接提取化合物结构表征的方法，不仅省去了分子结构特征的繁复计算，而且由于取代基电子效应类型等结构参数数据丰富，将有助于利用计算机自动提取化合物的结构表征，从而为定量结构活性相关研究的智能化创造了条件�

硝基苯类化合物对小鼠急性毒性LD50的QSAR研究

中图分类号：０６０４文献标志码：Ａ
ＱＳＡＲｓｔｕｄｙｏｆｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｃｕｔｅｔｏｘｉｃｉｔｙｉｎｍｉｃｅ
ＺＨＡＮＧＸｉａｏ — ｌｏｎｇ，ＺＨＯＵＺｈｉ — ｘｉａｎｇ，ＦＡＮＸｕｅ－ｌａｎ，ＬＩＨａｎ — ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＪｉａｎ．ｔａｏ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ；
第２５卷第３期
２０１３年３月
化学研究与应用
ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｖｏ１．２５．Ｎｏ．３ＭＲｒ．，２０１３
文章编号： ห้องสมุดไป่ตู้ ００４ — １６５６（２０１３）０３－０３４７－０４

硝基芳烃对呆鲦鱼急性毒性的CoMFA研究

ｆｕｄｔａｔｅｍｓｓｔｆｔｙ３ — ＳＲｍｄｌａｅｃｎｔｃｄｂｋｇｉｏａｃｕｔｆｈｙｏｎｔｈｏｔａｓｃｏＤＱＡｏｅｃｎｂｏｓｔｙｔｉｔｃｏｎｅｈ — ｈｉａｒｕｒｅａｎｎｏｔ
（．ｃｏｌｆｈｍｓｙａｄＣｅｉｌｎｉｅｒｇＸｚｏｓｔｔｏＴｃｎｌｇ，ｕｈｕ２１０，ｈｎ；１ＳｈｏｏＣｅｉｒｎｈｍｃｇｎｅｉ，ｕｈｕＩｔｕｅｆｅｈｏｙＸｚｏ２０８ＣｉａｔａＥｎｎｉｏ
关键词：基芳烃；鲦鱼；硝呆急性毒性；水性参数；疏比较分子力场分析；三维定量构效关系
中图分类号：２．１Ｏ６０１Ｏ６５６，．５文章编号：０５—９３（０８００４０１０８０２０）５— ６２— ４
ＡｃｔｘｃｔｆＮｉｒａｏａｉｍｐｕｄｏＰｉｐｈｌｓｕｅＴｏｉｉｙｏｔｏｒｍｔｃＣｏｏｎｓｔｍｅａｅ
ｗｉｈＣｏＦＡｔＭ
ＦＮｈｎ — ｎ，ＹＧＷｅ— ｕＥＧＣａｇｊＡＮｉａ，ＭＵＬｉｏｇｕｈａ— ｎｌ
ｐｉｐｈｌｓｉｅｔｂｌｈｄ．Ｉｔｉａａｙｉｍｅａｅｓｓａｉｅｓｎｈｓｎｌｓｓ，ｇｉｔｕｔｒｓｎｐｏｅａｏａｅｃｎｉｅｅｒｄｓｒｃｕｅａｄｒｂｔｍｓｒｏｓｄｒｄ．Ｔｈｅ
第３２卷第５期

应用毒性评价软件工具和Toxtree软件预测硝基烃及其衍生物的毒性

应用毒性评价软件工具和Toxtree软件预测硝基烃及其衍生物的毒性贺泳迪;宋金瓯;武斌;王晓文;谢继标;王斌【期刊名称】《中国药理学与毒理学杂志》【年(卷),期】2022(36)7【摘要】目的采用毒性评价软件工具(TEST)和Toxtree软件预测硝基烃及其衍生物的危害性,包括急性经口毒性、发育毒性、致突变性及致癌性。

方法在化学品商业平台Aladdin和MACKLIN在售的1200余种硝基烃及其衍生物中,逐个筛选了449种仅含有≤2种官能团的硝基烃及其衍生物,并应用TEST和Toxtree软件预测其毒理学关注阈值(TTC)、急性毒性[大鼠经口半数致死量(LD_(50))]、发育毒性、致突变性(Ames实验)和致癌性,致癌性包括遗传毒致癌性结构预警(GC SA)和非遗传毒致癌性结构预警(NGC SA)。

结果基于修订的Cramer决策树,所有的硝基烃及其衍生物均被预测为TTCⅢ类物质;66.4%硝基烃及其衍生物的大鼠经口LD_(50)预测值属于全球化学品统一分类标签制度分类法(GHS)急性经口毒性第4类,23.2%属于GHS急性经口毒性第5类;78.8%的硝基烃及其衍生物的大鼠经口LD_(50)预测值属于“低毒”,18.3%属于“中毒”;47.4%硝基烃及其衍生物被预测为发育毒性阳性,88.2%提示有GC SA,94.0%被预测为致突变性阳性,仅2.9%提示有NGC SA;各结构分类的预测结果和46种硝基烃的详细预测结果表明,绝大多数多环芳烃前驱物的硝基衍生物均被预测为具有发育毒性、致突变性和遗传毒致癌性。

结论绝大多数硝基烃及其衍生物具有急性经口毒性,这与硝基官能团的存在有关,但大部分硝基烃及其衍生物的急性经口毒性预测值属于“中毒”和“低毒”;大多数硝基烃及其衍生物被预测为具有致癌性和致突变性。

对于官能团复杂的硝基烃及其衍生物,TEST和Toxtree的预测准确性尚显不足。

【总页数】12页(P509-520)【作者】贺泳迪;宋金瓯;武斌;王晓文;谢继标;王斌【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室;南华大学附属怀化医院【正文语种】中文【中图分类】R99【相关文献】1.基于密度泛函理论的多环芳烃硝基衍生物的生物毒性预测2.应用多维标度法预测硝基苯化合物的生物毒性3.应用ICE和PCA方法评价硝基芳烃的综合毒性4.应用分子全息QSAR技术预测硝基芳烃的遗传毒性5.血清cTnI联合BNP检测在乳腺癌化疗相关心脏毒性早期预测中的应用评价因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

应用多维标度法预测硝基苯化合物的生物毒性

ｔａｉａｉｅｓｒｃｕｅａｔｖｔｅａｉｓｐｏｔｏｎｚｎｅｄｒｖｔｖｅｈｅｑｕｎｔｔｔｖｔｕｔｒ — ｃｉｉｙｒｌｔｏｎｈｉｆｎｉｒｂｅｅｅｉａｉｓｗｈｉｈｉａｅｃｓｂｓｄｏｎ
中图分类号：５０６８文献标识码：Ａ
Ｕｓｎｇｍｕｔ— ｉｅｓｏｌｓａｉｅｈｄｔｒｄｃｉｌｇｃｌｉｌｉｄｍｎｉｎａｃｌｎｇｍｔｏｏｐｅｉｔｂｏｏｉａ
ｔｘｃｔｆｎｉｒｂｎｚｎｅｉａｉｅｏｉｉｙｏｔｏｅｅｅｄｒｖｔｖｓ
ｇｉｓｗｉｈｔｅｄｔｆｓｍｉａｉｙｍｅｓｒｍｅｒｎｏ－ｉｉａｉｙｍｅｓｅｅｔｂｅｗｅｎｔｅｏ＿ｎｔｈａａｏｉｌｒｔａｕｅｎｔｏｎ— ｍｌｒｔａｕｒｍｎｔｅｈｂ— ｓ
Ｖｏ．．１５Ｎｏ１
Ｍａ．２７ｒ００
文章编号：６２９３（０８０一０９ —０ｌ７～３ｌ２０）ｌ０３５
应用多维标度法预测硝基苯化合物的生物毒性
戴益民，邓小清，杨晓焱道武，曹忠，杨
同时将所得的结果映射到二维空问以得到更直观的图像．究结果表明，方法能将样本数分成明显的高活研该性区、中活性区及低活性区三个部分，实验结果完全吻合．与关键词：维标度法；硝基苯化合物；团参数；生物毒性；量结构一活性关系多基定

化学物质的生物降解技术分析

化学物质的生物降解技术分析作者：邸晓曼来源：《数字化用户》2013年第06期【摘要】化学物质在人们生产、生活中得到了广泛使用，在方便人们生活的同时，一些难以在自然界中降解的化学物质长期滞留在人们生存空间，也给人们生活环境以及生态环境带来了一些危害。

为了减少化学物质带来的危害，可以采用生物降解技术。

本文从生物降解技术概念和分类出发，通过模拟实验对生物降解技术内容进行具体分析，为化学物质环境行为和毒性分析提供可靠依据，以减少环境污染和生态破坏，保证人们身心健康。

【关键词】化学物质生物降解技术随着科学技术不断的发展，新的化学物质不断的出现，据资料显示我国每一年都有一百多种新的化学物质注册。

新化学物质的出现并在生活中使用，一定条件下满足了人们日益增长的物质文化需求，也丰富了人们生活，而已经使用的化学物质和待使用的化学物质中可能有潜在的有害物质，威胁人们的生命健康和危害自然环境。

在这种情况下，必须高度重视化学物质安全评价工作。

生物降解作为有机污染物降解重要降解过程之一，其生物降解性不是化合物的难易分解程度判断标准，也是生态环境中滞留时间长短的重要指标，对化合物在生态环境中的转化和风险评价有重要作用，能更好满足现实需求。

文中从生物降解技术实际出发，做出如下分析。

一、生物降解技术概况（一）生物降解概念生物降解是微生物的分解作用，其可能是微生物的有氧呼吸，也可能是微生物的无氧呼吸。

生物降解过程难易程度不仅与其本身特征有关系，与有机物的结构特征也有关系，其中简单的有机物先降解，复杂的有机物后降解。

生物降解不一定是生物自身引起的化学物质结构变化，也可能是化合物被矿化或完全矿化化合物转化成C、H、O、N等稳定的无机化合物。

有机物降解过程也是化学物质在环境中转化的重要过程之一，且是大部分化学物质在环境中转化的归趋。

（二）生物降解技术分类目前来看，对生物降解技术有多种分类，主要有初级生物降解、最终生物降解、快速生物降解和固有生物降解等。

定量构效关系

11
3.2.二维定量构效关系研究方法（2D-QSAR）
• （2）参数的物理意义 • a)疏水参数：
常用的疏水参数有分配系数lgP和疏水常数π。lgP常用正辛醇和水系统，用摇瓶法测定。π值可查有关工具书，它具有加和性(式2—14)，分子的分配系数lgP还可通过分子表面积和体积的计算获得。
12
3.2.二维定量构效关系研究方法（2D-QSAR）
6
3.2.二维定量构效关系研究方法（2D-QSAR）
二维定量构效关系研究方法
：
• Hansch-Fujita方法（1963） • 模式识别Free-Wilson法（1964） • 电子拓扑法（1987）
7
3.2.二维定量构效关系研究方法（2D-QSAR）
1. Hansch-Fujita方法
• Hansch-Fujita方法假设同系列化合物某些生物活性的变化是和它们某些可测量物理化学性质的变化相联系的。
• Hansch-Fujita法假定这些性质是彼此孤立的，故采用多重自由能相关法，借助多重线性回归等统计方法就可以得到定量构效关系模型。Hansch法表达为下面的公式：
•
Log1/c=-k1π2+k2π+k3σ+k4ES+k5
式中c为化合物产生指定生物效应的物质的量浓度
，π、σ和ES分别为疏水性参数、电子效应参数和立体参数。
26
三维定量构效关系(3D-QSAR)
• 随着构效关系理论和统计方法的进一步发
展,20 世纪80 年代, 三维结构信息被陆续引
入到定量构效关系研究中, 即3D_QSAR.与
2D_QSAR 比较,3D_QSAR 方法在物理化学上
的意义更为明确, 能间接反映药物分子和靶

硝基苯对生物的毒性研究方向和进展

硝基苯对生物的毒性研究方向和进展【摘要】硝基苯是一种剧毒化学品，广泛应用于医药、农药、国防、燃料等行业。

属于我国确定的58种优先控制的有毒化学品之一，又在世界“环境优先控制有毒有机污染物”名单之内。

环境中的硝基苯主要来自硝基苯的生产过程和生产苯胺的工业废水，污染河流。

【关键词】硝基苯；生物毒性；生物富集；水体1 硝基苯的基本性质和来源硝基苯为芳烃类化合物，是人工合成的，而不是自然界生成的，它是合成苯胺的重要原料。

硝基苯是广泛存在的有机物污染物，国际公认危险化学品之一[1]，美国环保局规定为优先监测物，属于我国确定的58种优先控制的有毒化学品之一，它广泛应用于生产农药、燃料、炸药、医药、多聚醇及其他化工产品。

也有一些企业使用硝基苯作为溶液，用于涂料、制鞋、地板材料等生产活动。

环境中的硝基苯主要是由人类生产活动过程中释放所致。

随着这些产品的制造和使用，硝基芳香烃也多途径地进入环境中，污染水体。

人体接触硝基苯及其蒸汽能经肺呼吸，也可经皮肤缓慢吸收。

硝基苯污染皮肤后的吸收率为2mg/cm2.h，其蒸汽可经皮肤和呼吸道吸收，在体内总滞留率可达80%。

2 国内外研究进展硝基苯对水生生物的毒理学报道国内外都很少。

通过研究得出，硝基苯的主要致毒作用有以下几种：1）硝基苯在生物体内转化所产生的中间产物对氨基酚，间硝基酚等的作用，即形成高铁血红蛋白的作用。

2）硝基苯进入人体后，经过转化产生的中间物，可使维持细胞膜的正常功能的还原型谷胱甘肽减少，从而引起细胞破裂，发生溶血。

3）硝基苯可直接作用于肝细胞制肝实质病变，引起中毒性肝病。

4）急性中毒者还有肾肝损害的表现，此种损害也可继发于溶血。

同时硝基苯具有可疑致突变性和可疑致癌性。

虽然硝基苯亲脂性较低，但似有独特的致毒机制。

急性毒性试验表明，水生生物对硝基苯反映敏感[4]，出现毒性症状早且强烈，转入清水后又能很快恢复正常[5]。

国际癌症研究机构认为硝基苯属于2B类，即表示在动物中有致癌作用，在人类中证据还不充分或没有证据。

硝基化合物的质谱研究

硝基化合物的质谱研究
硝基化合物在生物系统中具有重要的生物学活性，因此其结构的研究对于深入
理解其生物活性至关重要。

按现有知识，只有其结构得到确定，才能更深入地探索其相关作用机制，从而在有效发挥硝基化合物生物活性的同时，进一步改善生命科学研究的实质性结果。

质谱技术作为一种分子特征的高度灵敏的检测技术，可以提供详细的空间结构
信息，使得研究者能够更加客观准确地获取细胞内药物的结构及其活性。

目前质谱技术在药物结构及其作用机制研究方面已经非常成熟，因此针对硝基化合物，人们已经开始采用质谱技术来研究其空间结构及动力学行为。

近年来，随着质谱技术的不断发展，硝基化合物的结构及其作用机制已经受到
很大程度的研究和改善。

由于质谱技术的强大潜力，使得硝基化合物的结构研究得以真正实施，构建出三维空间结构模型，以快速更新关于它们生物活性的一些基本理论概念。

此外，质谱技术还能够在药物分子与靶结合物之间挖掘出新的相互关系，揭示出药物药理学强度，并建立反应机制，为开发新药提供了有力的依据。

因此，质谱技术在硝基化合物的研究中发挥了不可或缺的作用。

充分利用质谱
技术的强大能力，对结构进行精细的研究，可以明确每个分子的核酸活性，从而更深入地深入关注硝基化合物在相关细胞和生物体中所引起的毒性反应，是药物研发的另一条重要途径。

定量构效关系研究方法及其在环境科学中的应用

仲恺农业技术学院学报,21(1):65～70,2008Journal of Zhongkai U niversity of A griculture and Technology文章编号:1006-0774(2008)01-0065-06收稿日期:2007-03-02基金项目:国家留学基金(2007103564),广东省自然科学基金(05103552)和仲恺农业技术学院博士科研启动基金(G2360240)资助项目.作者简介:陶雪琴(1978-),女,湖南邵阳人,讲师,博士. E 2mail:lutao@scut .edu .cn定量构效关系研究方法及其在环境科学中的应用陶雪琴1,卢桂宁2(1.仲恺农业技术学院环境科学与工程系,广东广州510225;2.华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510640)摘要:定量构效关系是一种非常有效的有机污染物环境活性预测手段,其核心是建立有机物结构与活性之间的函数关系.文章系统介绍了定量构效关系的发展历程及其研究方法,并以有机农药、多环芳烃、多氯联苯和苯取代物等典型环境有机污染物为例,对定量构效关系在环境科学中的应用进行了综述,最后对定量构效关系的发展趋势进行了展望.关键词:定量构效关系;有机污染物;环境活性中图分类号:X13 文献标识码:AThe research m ethods of QSAR and its appli ca ti on i n env i ronm en t a l sc i enceT AO Xue 2qin 1,LU Gui 2ning 2(1.Depart m ent of Envir on mental Science and Engineering,Zhongkai University of Agriculture and Technol ogy,Guangzhou 510225,China;2.College of Envir on mental Science and Engineering,S outh China University of Technol ogy,Guangzhou 510640,China )Abstract:Quantitative structure 2activity relati onshi p (QS AR )is a powerful app r oach f or p redicting ac 2tivities of organic pollutants with their structure descri p t ors .The core of QS AR study is t o establish a functi onal equati on bet w een structure descri p t ors and activities of organic pollutants .I n this paper,the devel opment and common methods of QS AR were briefly intr oduced .The app licati on of QS AR study in envir on mental sciences research were revie wed for s ome typ ical envir on mental organic pollutants,such as organic pesticides,polycyclic ar omatic hydr ocarbons (P AH s ),polychl orinated bi phenyl (PCB s ),ben 2zene derivatives .The p r os pect of QS AR was als o f orecasted .Key words:QS AR;organic pollutants;envir onmental activity 定量构效关系(Quantitative Structure 2Activity Relati onshi p,QS AR )是指利用理论计算和统计分析工具来研究系列化合物结构与其效应之间的定量关系,即借助结构参数构建数学模型来描述化合物结构与活性之间的关系.近年来,随着许多新的合成有机化学品的出现以及它们的流失,人们对已进入环境的污染物和尚未进入市场的新化合物的毒性和暴露程度与人类健康的关注意识逐渐增强,QS AR 研究由于无需实验,具有花费小、耗时少等优点而在环境科学领域得到了广泛的应用,并成功地对许多有机化合物的暴露水平、生物毒性等参数进行了预测、评价和筛选[123].作者系统对有机污染物结构与环境活性定量关系的研究方法及几种典型有机污染物的QS AR 研究进展进行综述,以期为广泛开展有机污染物的环境风险评价提供参考.66仲恺农业技术学院学报第21卷1　定量构效关系的研究方法虽然人们在很早以前就认识到化合物的结构与其活性有相关性,但真正建立结构与活性定量关系是在20世纪60年代左右.Hansch等[4]在1962年提出了Hansch方程,几乎在Hansch方法发表的同时,Free 等[5]发表了Free2W ils on方法.Hansch和Free2W ils on方法[4-5]用数理统计方法并借助计算机技术建立了结构-活性关系表达式,首先确立了定量构效关系的科学构思和研究方法,标志着QS AR时代的开始.在其开创性的研究工作之后,许多新方法相继涌现,现报道的方法已超过20余种[6].QS AR研究的核心是建立有机污染物结构与活性之间的函数关系A=f(S)[7].在环境科学领域,A代表污染物的环境活性,S代表基于污染物的结构参数.结构参数的表达形式多种多样,因而在具体研究中采取合适的结构参数对QS AR模型的成功建立具有举足轻重的作用.尽管QS AR研究方法形式多样,但都符合相同的原理,其研究程序包括5个主要步骤:①选择合适的待试数据资料,建立待试数据库,要求数据准确可靠;②从数据库中选择合适的分子结构参数及欲研究的活性参数;③选择合适的方法建立结构参数与活性参数之间的定量关系模型;④模型检验,选择更好的结构参数或建模方法,使模型最优化,同时给出模型的约束条件和误差范围;⑤实际应用于有机污染物活性的预测和预报.111　活性参数的获得QS AR研究的实质是从已知的大量待试数据中提取有关的结构-活性关系的信息、发现规律,从而应用于预测未知化合物的活性,因此必须有足够量可靠的待试数据.待试数据的可靠性与大样本量是QS AR 研究的前提.大量活性参数的获得大致有3种途径:权威数据库、经典文献和研究者本人规范可信的实验数据[7].112　结构参数的选择分子结构信息参数的选择与确定是QS AR研究中非常重要的环节.目前主要有理化参数、拓扑指数和量子化学参数等3种结构信息参数.为了建立稳定可靠的模型,有时综合采用多种结构参数来建模.经典的QS AR研究主要采用理化参数来表达分子的结构信息,以分子式为基础,根据实验测得的经验参数(如辛醇-水分配系数、分子折射率、水中溶解度等)与相应的性质(如生物毒性、光解活性、水解活性等)建立定量关系式.这种方法的缺点是所用的理化参数大多仍需实验测定,一方面存在一定的误差,使得预测结果不尽可靠;另一方面逐一实验测定各个有机化合物的理化参数存在很大的难度,甚至很多时候根本行不通.拓扑指数的引入为QS AR研究注入了新的活力,成为QS AR研究的重要方向[8210].它以目标有机物分子的直观结构为基础,以图论的方法通过分子长度、表面积、体积、价键角度、立体空间结构、原子间的连接关系等参数来表征分子结构,不受经验和实验的限制,对所有给定的有机污染物均可获得拓扑指数.应用拓扑指数提炼分子结构信息要经过分子结构的图形化、矩阵化和数字化等3个步骤.迄今为止,文献报道已有百余种拓扑指数,但同时满足选择性和相关性的不多,真正在QS AR研究中常用的指数仅数十种[6].量子化学参数用于QS AR研究是当前相当活跃的研究领域[11218].量子化学参数能够描述分子微观的电子构型和空间形态方面的性质,有着其它参数不可比拟的优势,通过对有机物分子的量子化学计算,可以全面获得有关分子的电子结构和立体结构信息,具有明确的物理意义以及客观、准确等优点,对化合物的描述更加全面且理论性更强,有助于深入探讨有机污染物结构-活性关系的机理[11].常用的量子化学计算软件主要有Hyper Che m、MOP AC、Gaussian、ADF等系列软件,常用的量子化学参数有电性参数、轨道参数、能量参数等几十种[12].自从1998年诺贝尔化学奖授予了两位量子化学家———美国加州大学圣塔巴巴拉分校的W alter Kohn教授和美国西北大学的John Pop le教授以来,量子化学及其应用受到了广泛的关注[11].然而在环境科学领域里掌握量子化学方法的研究者还不多,而量子化学领域的研究者大多从事纯化学方面的理论研究,较少与环境科学结合.随着近年来计算机计算速度和量子化学计算算法的改进,采用高精度的计算方法计算较大的分子不再困难,不借助任何经验参数的量子化学从头算受到了研究者的青睐[13217].已有研究表明,采用较高精度的从头算能获得比半经验计算要好的结果[13,18],采用从头算进行QS AR 研究将是未来的发展方向.113　数学方法的应用QS AR 中数学模型的构造是建立在实验基础上的,即首先由实验测得一系列有机物的某种性质,如吸附性能、溶解度、降解活性等,然后选择适当的结构参数,通过数学方法建立可用于未知物预报的数学模型.因而,数学方法在QS AR 研究中有着重要作用,其中回归分析、多元统计分析是QS AR 研究中的经典数学方法.此外,近年来发展的偏最小二乘法、人工神经网络法等也在QS AR 中得到了广泛的应用.回归分析是QS AR 研究中最常用的统计分析方法,根据变量的数量分为一元回归分析和多元回归分析.由于实际中只受一个变量影响的情况非常少,多元回归分析方法比一元回归的用途广泛得多.多元统计分析方法包括主成分分析、因子分析、聚类分析、判别分析、模式识别等.偏最小二乘回归方法是近年来应实际需要而产生和发展的一个有广泛适用性的新型多元统计分析方法,1983年由Wold 等[19]首次提出.近十年来,它在理论、方法和应用方面都得到了迅速的发展[20].偏最小二乘回归是一种多因变量对多自变量的回归建模方法,它可以较好地解决像多重相关性等许多以往用普通多元回归无法解决的问题,它可以实现多元线性回归分析、典型相关分析、主成分分析等多种数据分析方法的综合应用,因而被称为第二代回归分析方法[21].2　典型环境有机污染物的定量构效关系研究QS AR 研究最初作为定量药物设计的一个研究分支,随着合理设计生物活性分子的需要而发展起来.它已在有机化学、药理学、毒理学等领域中的药物分子设计、筛选及毒性预测等方面发挥了重要作用[3,6,22].随着化学工业的发展,数以万计的有毒有害有机化合物进入了人类赖以生存的生态环境,对生态安全和人类健康造成严重威胁.在环境科学领域,QS AR 主要应用于危险化学品的评价,它既可对化学品在环境中的暴露水平做出预测,又可对化学品环境活性做出评价.211　有机农药有机农药是当前人们主动投放于环境中数量最大、毒性最广的一类化学物质.农药的QS AR 研究主要针对各类农药的环境化学和生态毒理学的行为,通过对分子结构的特征分析,进行农药各种性质的预测.国内外的农药学家在这方面都做了大量的工作[22],对各类农药建立了许多QS AR 模型以指导新农药的设计、合成和活性评估,使合成新农药不仅高效、低毒,而且环境友好.拟除虫菊酯类农药是在研究天然除虫菊酯结构、药效基础上发展起来的高效、安全的新型杀虫剂,张子丰等[23]建立起此类化合物结构-毒性相关的定量构效模型,用该模型对相关化合物的计算值与测量值吻合较好,从而为开发新型高效低毒的拟除虫菊酯类农药提供指导.含氟农药因其生物活性相对较高、对环境影响较小而应用广泛,陈海峰等[24]合成了一系列含氟农药分子,通过Co MF A 方法进行定量构效关系研究得到了3D 2QS AR 模型,并在此基础上设计了一系列结构新颖的抗小麦赤霉病的新农药分子.氯过氧化物酶是应用最广的一种过氧化物酶,能催化一系列底物的氧化,Bell o 2Ra m írez 等[25]用P M3半经验算法研究了氯过氧化物酶对有机磷农药反应活性与磷原子电荷之间的关系,通过一元线性回归得到一个相关系数为0182的模型,而卢桂宁等[26]则以HF /6-31G (d )从头算方法计算的磷原子电荷与反应活性进行线性回归得到相关系数为01837的模型,同时他们运用偏最小二乘法得到了相关系数为01910的模型,该模型具有较高的拟合精度且较强的预测能力.212　多环芳烃多环芳烃(P AH s )是指两个或两个以上的苯环以链状、角状或串状排列组成的化合物,是有机质不完全燃烧或高温裂解的副产品.环境中的P AH s 主要来源于人类活动,如木材加工、石油冶炼、运输业、煤气制造、军事设施、危险物处理和填埋地等[27].P AH s 进入环境后,由于其化学稳定性好,很容易在环76　第1期陶雪琴,等:定量构效关系研究方法及其在环境科学中的应用境中积累起来;又由于其具有低水溶性和高亲脂性,比较容易分配到生物体内并通过食物链进入生态系统,从而对人类健康和生态安全构成很大的危害,因而成为国际上备受关注的一类持久性有机污染物.相比于有机农药、药物等人工合成有机物而言,人们对P AH s的QS AR研究相对薄弱,主要集中于P AH s光解活性方面的研究,已有的P AH s光解活性的定量构效关系研究主要由Chen等[28231]所在的小组完成.Chen等[28]根据前线分子轨道最高占有轨道的能量(Ehomo )和最低非占有轨道能量(Elumo)得到了P AH s光降解速率常数k exp和E lumo-E homo之间的QSPR方程.此后他们用偏最小二乘法和某些从P M3计算得到的基本量子化学算符建立了在太阳光照射下的P AH s直接光降解的QSPR模型,并用此模型预测了未报道过的P AH s的直接光降解量子产率和半衰期,还用同样的方法建立了在紫外光照射下P AH s在大气气溶胶上直接光降解的QSPR模型[29231].这些模型主要采用半经验算法来获取建模参数,获得了较好的效果,但采用忽略大部分排斥积分以减少计算量的半经验计算方法有其自身的不足.因而卢桂宁等[16218]用从头算方法研究了P AH s的光解活性,发展和完善了P AH s光解活性的预测模型.此外,还有一些关于P AH s的土壤吸附系数、溶解度、正辛醇-水分配系数、熔沸点、色谱保留指数等涉及污染物环境分配行为的研究[32235],为了解P AH s在环境中的迁移转化行为提供了简便的途径.213　多氯联苯多氯联苯(PCB s)是人工合成的有机化合物,已造成全球性环境污染.从实验直接测定多氯联苯的分配系数是最为有效的,然而由于种种原因,例如多氯联苯的水溶性极低、脂溶性极强,实验值并非总可以得到,这就使得预测和估算该类有机化合物的分配系数变得非常有用.林治华等[36]探索在烷烃分子距离边数矢量的基础上,以基团为基准扩展分子距边数矢量(MDE),将实验测定的分配系数与其MDE矢量联系起来,借助多元线性回归建立描述PCB s的正辛醇-水分配系数与其分子结构参数之间的QS AR模型,其复相关系数高达019908,结果良好.肖忠柏等[37]根据分子中原子的结构特征和键的连接性,提出了一个新的结构信息指数m Bt,并运用逐步回归分析方法和最佳变量子集算法对变量进行压缩,获得了比较好的相关模型:对于正辛醇-水分配系数模型的线性相关系数在0199以上,对于水溶解度模型的线性相关系数在0195以上.量子化学参数近年也被应用于PCB s的定量构效研究,Zhou等[13]用密度泛函方法在B3LYP/6-31G(d)水平下计算了所有209种PCB s的量子化学参数,建立了PCB s的正辛醇-水分配系数的三参数(平均分子极化率、最高占有轨道能量和最低空轨道能量)预测模型,其相关系数平方达019484.邹建卫等[38]则用分子轨道理论在HF/6-31G(d)水平上对所有209个PCB s分子进行了结构优化,获得建模参数,运用多元线性回归方法对PCB s的水溶性、正辛醇-水分配系数、正辛醇-空气分配系数、土壤吸附性、水溶液活度系数、298K超冷流体蒸汽压、总分子表面积、色谱保留指数、升华焓、蒸发焓、熔融焓、PCB结合芳烃受体活性、生物降解度以及生物降解速率等参数与分子结构参数进行了全面的关联,建立了定量预测模型.214　苯取代物苯醛、苯胺类化合物是化工生产中应用广泛的有机毒物,是环境中重要的有机污染物.硝基苯类也是一类来源复杂、种类繁多、应用广泛的有毒有机化学品.安丽英等[3]详细综述了定量构效关系应用于这些苯取代物的研究情况.此外,Chu等[34]研究了部分卤代苯、卤代苯酚、硝基苯和硝基苯酚等苯取代物的水中溶解度、土壤吸附系数及正辛醇-水分配系数等环境分配参数之间的相互关系.在Chu等[34]的基础上,Basak等[35]则用拓扑指数建立了这些参数的定量预测模型.3　问题与展望QS AR方法体系在近年来取得了长足的进展,已渗透到药物化学、计算化学、环境化学等各个领域并日趋完善.QS AR已被广泛应用于化合物的风险评价中,这种方法能有效地减少实验室和野外实验的化合物的数目,节约大量的人力、物力和资金.可以预见,QS AR方法在以后的环境科学中的应用将越来越重要.然而,也还有许多问题有待进一步的研究和探讨.86仲恺农业技术学院学报第21卷(1)污染物活性数据库的建立.QS AR 研究需要以大量高质量的活性数据为基础,而由于实验条件和方法的差异,不同来源的数据可比性差,往往不能综合起来建模.活性数据样本量直接影响着模型的好坏,一般认为模型训练集的样本量应高于建模参数个数的5倍以上,即至少需要5个以上样本的活性数据才能建立相对稳健的单参数模型.由于化合物的活性通常受到多个因素的制约,因而建模时又应考察尽量多的相关结构参数以获得高拟合精度和强预测能力的模型[20].因此,建立有机污染物环境活性的权威、可比的数据库是今后QS AR 研究的一个重要任务.(2)新型结构描述符的寻找.虽然已报道有许多用于QS AR 研究的结构参数,但远不能满足QS AR 研究的需要.QS AR 方法的研究不会只是停留在采用一些经验参数定量描述有机化合物的活性,而是会向着更加注重模型的理论性、智能化和程序化方向发展.如何提取出表达物质结构特征的结构描述符是QS AR 研究的关键.对于进入模型的每一个参数,应该要有明确的物理意义,需要对化合物活性的影响作出理论上的解释.(3)定量构效模型的稳定性验证.QS AR 模型的稳定性验证有外部样本预测法和内部交互校验法两种,在过去的10余年间,QS AR 模型的验证问题成为学者们讨论的热点[39].严格上讲,每一个模型都应该在验证的基础上给出其适用范围.然而,此前的许多建模工作只是简单的给出模型的拟合相关性,没有给出具体的验证指标和适用范围,难以与其他研究者的结果进行比较.因此,今后的QS AR 模型应该给出详细的验证说明和适用范围.参考文献:[1]　GRAMATI C A P,CORRAD IM ,CONS ONN IV.Modelling and p redicti on of non 2i onic organic pesticides by molecular descri p 2t ors[J ].Chemos phere,2000,41:7632777.[2]　王晓栋,林志芬,尹大强,等.硝基芳烃致突变性的二维/三维QS AR 比较研究[J ].中国科学:B 辑,2004,34(6):4982503.[3]　安丽英,相玉红,张卓勇,等.定量构效关系研究进展及其应用[J ].首都师范大学学报:自然科学版,2006,27(3):52257.[4]　HANSCH C,MALONEY P P,F UJ I T A T,et al .Correlati on of bi ol ogical activity of phenoxyacetic acids with ha mmett substitu 2ent constants and partiti on coefficients[J ].Nature,1962,194,1782180.[5]　FREE S M ,W I L S ON J W.A mathematical contributi on t o structure 2activity studies[J ].J M ed Che m,1964,7:3952399.[6]　王鹏.定量构效关系及研究方法[M ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.[7]　于瑞莲,胡恭任.环境化学中有机化合物毒性的QS AR 研究方法[J ].环境科学与技术,2003,26(1):57259.[8]　王连生.分子连接性与分子结构活性[M ].北京:中国环境科学出版社,1992.[9]　陈勇生,陈丽侠,杨杰,等.拓扑指数在定量结构生物降解性关系中的应用[J ].环境化学,1997,16(3):2082213.[10]　Z HAO H X,Z HANG Q,CHE N J P,et al .Predicti on of octanol 2air partiti on coefficients of sernivolatile organic compoundsbased on molecular connectivity index[J ].Che mos phere,2005,59:142121426.[11]　T HAN I K A I V E LAN P,S UBRAMAN I A N V,RAO J R,et al .App licati on of quantu m che m ical descri p t or in quantitative struc 2ture activity and structure p r operty relati onshi p [J ].Che m Phys Lett,2000,323:59270.[12]　藉国东,赵元慧,袁星.量化参数及其在定量结构-活性-性质相关研究中的应用[J ].东北师大学报:自然科学版,1998,30(4):47253.[13]　Z HOU W ,ZHA I Z C,WANG Z Y,et al .Esti m ati on of n 2octanol/water partiti on coefficients (K O W )of all PCB congeners bydensity functi onal theory[J ].J Mol Struc Theoche m,2005,755:1372145.[14]　Z HANG X C,Y U J,WANG Z Y,et al .QSPR studies on lg K O W and lg K OC of fluor obenzenes and p r operty para meters based onHF and DFT calculati ons[J ].Chinese J Struc Chem,2006,25:8232829.[15]　WANG Z Y,ZHA I Z C,WANG L S .Quantitative structure 2activity relati onshi p of t oxicity of alkyl (12phenylsulfonyl )cycl oal 2kane 2carboxylates using MLSER model and ab initi o[J ].QS AR Comb Sci,2005,24:2112217.[16]　卢桂宁,党志,陶雪琴,等.多环芳烃光解活性的量子化学研究[J ].环境化学,2005,24(4):4592462.[17]　LU G N,DANG Z,T AO X Q,et al .Modeling and p redicti on of phot olysis half 2lives of polycyclic ar omatic hydr ocarbons in96　第1期陶雪琴,等:定量构效关系研究方法及其在环境科学中的应用07仲恺农业技术学院学报第21卷aer os ols by quantu m che m ical descri p t ors[J].Sci T otal Envir on,2007,373(1):2892296.[18]　LU G N,DANG Z,T AO X Q,et al.QSPR study on direct phot olysis half2lives of P AH s in water surface[J].J Theor ComputChe m,2005,4(3):8112822.[19]　WOLD S,ALBANO C,DUNN W J III,et al.Modelling data tables by p rinci pal components and P LS:class patterns andquantitative p redictive relati ons[J].Analusis,1984,12:4772485.[20]　WOLD S,SJ;STR;M M,ER I KSS ON L.P LS2regressi on:a basic t ool of che mometrics[J].Che mometr I ntell Lab Syst,2001,58(2):1092130.[21]　王惠文.偏最小二乘回归方法及其应用[M].北京:国防工业出版社,1999,2002234.[22]　李颖娇,叶非.定量构效关系在农药设计合成中的应用进展[J].农药科学与管理,2002,23(6):20223.[23]　张子丰,董德建,胡忠林,等.拟除虫菊酯类农药结构-急性毒性的三维定量构效关系研究[J].吉林农业大学学报,1999,21(2):40242[24]　陈海峰,董喜城,谷妍.抗小麦赤霉病类含氟农药的3D-QS AR[J].化学学报,2000,58(9):107421078.[25]　BE LLO2RAM1REZ A M,CARRE7N2G ARAB I T O B Y,NAVA2OCAMP O A A.A theoretical app r oach t o the mechanis m of bi2ol ogical oxidati on of organophos phorus pesticides[J].T oxicol ogy,2000,149:63268.[26]　卢桂宁,陈晓鹏,陶雪琴,等.有机磷农药氯过氧化物酶反应活性的定量构效研究[J].农业环境科学学报,2006,25(4):99721000.[27]　W I L S ON S C,JONES K C.B i ore mediati on of s oil conta m inated with polynuclear ar omatic hydr ocarbons(P AH):a revie w[J].Envir on Pollut,1993,81:2292249.[28]　CHE N J W,K ONG L R,ZHU C M,et al.Correlati on bet w een phot olysis rate constants of polycyclic ar omatic hydr ocarbonsand fr ontier molecular orbital energy[J].Che mos phere,1996,33(6):114321150.[29]　CHE N J W,PE I JNE NBURG B W J G M,QUAN X,et al.Quantitative structure2p r operty relati onshi p s f or direct phot olysisquantu m of selected polycyclic ar omatic hydr ocarbons[J].Sci Total Envir on,2000,246:11220.[30]　CHE N J W,PE I JNE NBURG B W J G M,QUAN X,et al.Is it possible t o devel op a QSPR model f or direct phot olysis half2lives of P AH s under irradiati on of sunlight?[J].Envir on Pollut,2001,114:1372143.[31]　CHE N J W,QUAN X,Y AN Y,et al.Quantitative structure2p r operty relati onshi p studies on direct phot olysis of selected poly2cyclic ar omatic hydr ocarbons in at m os pheric aer os ol[J].Chemos phere,2001,42:2632270.[32]　FERRE I RA M M C.Polycyclic ar omatic hydr ocarbons:a QSPR study[J].Che mos phere,2001,44:1252146.[33]　R I B E I RO F A D,FERRE I RA M M C.QSPR models of boiling point,octanol2water partiti on coefficient and retenti on ti m e in2dex of polycyclic ar omatic hydr ocarbons[J].J Mol Struc Theochem,2003,663:1092126.[34]　CHU W,CHAN K H.The p redicti on of partiti oning coefficients for che m icals causing envir on mental concern[J].Sci TotalEnvir on,2002,48:1210.[35]　BAS AK S C,M I L LS D.Predicti on of partiti oning coefficients for envir on mental pollutants using mathe matical structural de2scri p t ors[J].A rkivoc,2005,(ii):60276.[36]　林治华,徐红,刘树深,等.多氯联苯(PC B s)分配系数的估算和预测[J].计算机与应用化学,2000,17(2):189.[37]　肖忠柏,吴继梅,余训民.多氯联苯类化合物(PC B s)溶解度和分配系数的QSPR研究[J].江汉大学学报:自然科学版,2006,34(2):21224.[38]　邹建卫,蒋勇军,胡桂香,等.多氯联苯的定量结构-性质(活性)关系[J].物理化学学报,2005,21(3):2672272.[39]　GRAMATI CA P.Princi p les of QS AR models validati on:internal and external[J].QS AR Comb Sci,2007,26(5):6942701.【责任编辑　冯元璋】。

SPSS软件在有机毒物毒性数据分析中的应用

SPSS软件在有机毒物毒性数据分析中的应用贺真【摘要】There were various species and a great magnitude of organic contaminants in water environment.However,the toxicity materials of most chemical compounds were scarce.The related equation was developed by carrying on linear regress to the acute toxicity of 29 substituted benzenes reported in literatures to photobacterium using SPSS,and examining the stability and dependability of equation by this software.QSAR model with good stability and dependability was developed and it can be used to predict the toxicity of the same kind of contaminant to aquatic organism.%水环境中有机污染物种类繁多但毒性资料缺乏。

本文应用SPSS统计学软件,对文献报导的29个取代苯类化合物对发光菌的急性毒性数据进行线性回归,建立化合物结构与毒性的相关方程,并应用该软件对方程的稳健性和可靠性进行检验,得到了相关性和稳健性均良好的构效关系模型,用以预测同类污染物对水生生物的毒性。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)006【总页数】3页(P36-38)【关键词】SPSS;有机污染物;毒性;定量构效关系【作者】贺真【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】X13SPSS(Statistical Package for the Social Science)是美国SPSS公司自20世纪80年代初开发的大型统计学软件包，经历了二十多年的发展，该软件包已由最初的SPSS/PC(for DOS)发展为SPSS forwindows11.5版。

定量构效关系(QSAR)在新兽药研发中的应用

定量构效关系（QSAR）在新兽药研发中的应用利用化合物定量构效关系（QSAR）方法研制新兽药，是今后药物研究开发的热点和重点。

此稿介绍应用QSAR法通过化学的合成获得新药——鱼腥草素α-位衍生物、大蒜新素衍生物和水溶性氟苯尼考琥珀酸钠的方法原理，扩大了发展新药的思路，谨供阅览。

定量构效关系（Quantitative structure-activity relationship, QSAR）是在传统构效关系的基础上，以数学和统计学手段，研究化合物分子的理化性质参数或结构参数与其生物活性的定量关系。

在药理学中，可利用化合物的理化性质参数或结构参数，结合物理化学中常用的经验方程推测化合物的药理活性，一定程度上揭示了药物分子与生物大分子结合的模式，预测或解释有机小分子的药理活性，以及在生物体内吸收、分布、代谢、排泄等生理相关性质。

在药物设计中，可利用受体或药理作用靶位特点，结合化合物分子的量子化学参数或结构参数，通过经验方程设计新化合物结构，在体外模拟其生物活性，有目的的合成新药物分子。

1、定量构效关系（QSAR）的研究背景1868年，A Crum-Brown等人提出了Crum-Brown方程，用化学结构的函数来表示化合物的生理活性，药物构效关系研究由定性研究发展到定量研究。

随着技术和分子生物学、分子药理学的快速发展，定量构效关系已从经典的二维定量构效关系发展到具有直观性的三维定量构效关系，再到可以模拟化合物分子全部构象的四维定量构效关系，直至可以模拟诱导契合的五维定量构效关系，使人们对药物配体-受体的结合过程有了更深入的认识，这对于药物分子设计和先导化合物改造有十分重要的意义。

QSAR研究中涉及了多种经验方程。

1962年，美国波蒙拿学院的Hansch提出了表示二维定量关系的Hansch方程。

1980年代前后人们开始探讨基于分子构象的三维定量构效关系的可行性。

1979年，Crippen提出“距离几何学的3D-QSAR”；1980年Hopfinger等人提出“分子形状分析方法”；1988年Cramer等人提出了“比较分子场方法”（CoMFA）。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

有一ＮＯｚ一ＣＨ。一ＮＨｚ一ＯＨ，，，，一Ｆ，些取代基的位置、目及这数
Ｒ。
ＮＯ２
类型会影响化合物的毒性．作者尝试综合运用Ｔｆａｔ电子效应类型参数Ｌ，括基团电负性效应参数，化效应参数，５包］极场效应参数，共轭效应参数等用于取代基结构的参数化，其值列于表１考虑到疏．水作用也会影响化合物的毒性，因此选取基团疏水参数作为另一类取代基结构的参数跚，值也一并列于其
第３８卷第５期２１００年９月
河南师范大学学报（自然科学版）
ＪｏｒａｆｎｎＮｏｍａｉｅｓｔＮａｕａｃｅｃ）ｕｎｌＨｅａｒｌＵｎｖｒｉｏｙ（ｔｒｌｉｎｅＳ
Ｖ＿．３Ｎｏ５ｏＺ８．
表１中．１２量子化学参数．
图１硝基苯类化合物的结构
根据药物一体相互作用的理论研究，子中前沿轨道电子性质是表征给体一体相互作用的重要手受分受
段Ｌ．７因此量子化学参数对于化合物的物理化学性质及其毒性等具有重要影响．沿电子反应性理论指出，］前
用逐步回归方法进行了变量的压缩和选择．而实施了多元回类化合物结构与进并
生物毒性关系的理论解释．
关键词：定量构效关系；硝基苯化合物；生物毒性；多元回归；结构参数
１硝基苯类化合物的分子结构参数
１１取代基结构参数．
硝基苯类化合物的结构如图１由其结构可以看出，基苯类．硝化合物每个分子都具有部分共同的碎片，即具有一个苯环及一个硝基，只有在其他五个取代位置上的取代数目及位置不同．显然，由于硝基苯类化合物的结构有单取代、、、二三四等取代，且取代基团并
Ｓｅ．２０ｐｔ０１
文章编号：００３７２１）５１５Ｏ１０ —２６（０００ —０３一４
硝基苯化合物生物毒性的定量构效关系研究
李仲
（海民族大学物理与电子信息工程学院，宁８００）青西１０７
化学反应的部位及方向主要是反应物ＨＯＭＯ（子最高占有轨道）Ｌ分和ＵＭＯ（子最低空轨道）分相互重叠达到最大的区域．对于给体，相对重要的是ＨＯＭＯ性质，而对于受体，相对重要的是ＬＵＭＯ性质．文量化参本
收稿日期：０００ — ０２１ —２２
摘要：为深入认识硝基苯类化合物活性与其结构之间的关系，基于逐步回归方法，了精度较高的ＱＡ建立ＳＲ
多元回归模型．研究中提取了３５种硝基苯类化合物的５种结构参数、５种量子化学描述符及１种分子指示变量．运
中图分类号：６８０５
文献标志码：Ａ
定量构效关系（ｕｎｉｔｅｓｒｃｕｅａｔｉｅａｉｓｉｓＱＳ）预测有机物分子生态毒理学的有ｑａｔａｉｔｕｔｒ—ｃｉｔｒｌｔｎｈｐ，ＡＲ是ｔｖｖｙｏ
力工具，因其能有效地减少实验室和野外实验化合物的数目，年来越来越受到人们的重视．量构效近卜定关系研究中，其关键步骤是分子结构特征的提取，常有多种方法可供选择．拓扑指数法即由结构图衍生通如出一些变量以及理论化学或经验计算有关参变量等方法．然后将这些变量作为分子结构参数，由这些变量和化合物的活性（毒性）一起去构造数学模型，并用这一模型去预测未知化合物的活性（性）本文不使用广泛毒．应用的拓扑指数类结构参数，试综合运用Ｔａｔ尝ｆ电子效应类型结构参数和量子化学参数等进行硝基苯类化合物的ＱｓＡＲ研究，取得了较满意的结果．
作者简介：李
仲（９４）女，１６一，山东潍坊人，海民族大学副教授，青主要从事分子物理及环保等方面的科学研究．
１６３
河南师范大学学报（自然科学版）
２１００丘
数包括ＥＯｏＥＵＯ偶极矩，子总能量Ｅａ及离子化能Ｅｐ共计５个．部采用量子化学专业软件ＨＭ，Ｍ，分ｔｌｉ，全ＨｙｅＣｅ．计算得到．在使用分子力学ＭＭ＋优化分子几何结构后，从头算（ｂｉｉｏ最小基组ｐｒｈｍ７０是用Ａｎｔ）ｉＳＯ一Ｇ计算得出的．Ｔ３
１３分子指示变量Ｉ．表１取代基的结构参数
硝基苯类化合物的有机毒性与硝基在苯环上的位置及数目有关，了从整体上为