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化合物的结构决定其性质，其性质与结构密切相关。定量结构-性质相关（QSPR），定量结构-性质相关（QSAR）的研究成为理论化学研究的一个前沿领域。因此，通过分析和考察物质的分子结构与其物化性质或生物性质之间的变化规律，建立其机构与性质的定量关系的模型，可以从理论上解释和预测该类化合物的性质。而找到合适的反映该类物质性质的量子化学参数是研究的关键。对本文研究的29个含硫苯衍生物，应用分子力学，半经验量子化学RM1方法，对该类化合物的几何构型进行全优化，将一系列的量子化学参数用于其结构和对发光细菌生物毒性的QSAR研究中。对于取代氮杂环类化合物，采用密度泛函理论（DFT）的Becke三参数混合泛函方法（B3LYP）,在6-311+G（d）基组水平进行分子构型的全优化和频率计算，并对重原子添加极化，确认所得构型为稳定构型。本文构建模型具有良好的预测能力，且稳定性好。为含硫苯衍生物对发光菌的生物毒性和取代氮杂环类化合物对大型蚤的生物毒性预测提供有利的帮助。其具体的工作表现在以下3个方面：1．结构优化和量化计算通过量子化学计算，从输出文件提出QSAR研究中很重要的参数：分子最高占据轨道能(EHOMO)，分子最低未占据轨道能(ELUMO)，前线轨道能量差ΔE(ELUMO-EHOMO，绝对硬度（η），电负性（χ）,软度（S）和亲电指数（ω），苯环上碳原子的Mulliken电荷，苯环上的碳原子静电荷E,分子表面积TSA,氢键受体个数HBA,分子的总能量（ET）,极性曲面面积（PSA）,分子体积V.热力学参数：内能（Eth）、恒容热容（CV）、熵（S）、总能（ET）、焓（H°）、自由能（G°）和零点振动能（ZPVE）等。2．选取参数并构建QSAR模型选择客观、准确和形象并具有明确物理意义的量子化学参数为自变量，以化合物对发光细菌和大型蚤的毒性取值lg（1/EC50）为QSAR模型的因变量，采用多元线性回归方法构建模型。从参数的选取到模型的构建严格遵循数理统计学的规律，最终并通过对模型的验证和显著性分析以考察模型的稳定性与可靠性。3．所建QSAR模型解释及检验对所建立的模型采用留一交叉验证法（LOOCV）及随即抽样法进行验证。将计算所得的预测值与实验的结果进行残差分析，结果表明，构建的模型稳健、有效、合理。本文的研究结果如下：（1）含硫苯衍生物:研究结果表明：前线轨道能量差ΔE,辛醇/水分配系数(lgKOW),取代基的Hammett电荷效应常数Σσ，碳原子C（6）上的静电荷E（6）及苯环上碳原子的静电之和ΣE对其生物毒性有明显的影响，其生物毒性可用下列模型来定量描述：Lg（1/EC50）=10.238-0.009△E+3.034E（6）+2.108ΣE-0.292lgKOW+0.522Σσ（2）取代氮杂环类化合物:研究结果表明：前线轨道能量差ΔE(ELUMO-EHOMO),辛醇/水分配系数(lgKOW),分子最正原子电荷（q+）是影响取代氮杂环类化合物对大型蚤毒性的主要因素，其生物毒性可用下列模型来定量描述：lg（1/EC50）=4.18+3.735q-+0.973lgKOW+0.007ΔΕ