绿色溶剂离子液体结构与性质和毒性关系研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijipan
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随着工业的快速发展和环境污染的日益严重,人们对化学品和环境保护的要求越来越高,这就促使了环保型绿色溶剂在该行业的迫切需求。近年来,离子液体作为一种绿色溶剂受到了广泛的研究和关注。离子液体由于其独特的物理化学性质,如高导电性、低挥发性和良好的热稳定性,已成为电化学、生物技术、环境工程等学科交叉的研究领域。离子液体的基本物理性质在分子结构、生产工艺和工业应用中起着重要的作用。定量构效关系(QSPR/QSAR)是提取化合物的分子结构信息与建立化合物的物性方法。该方法在化工领域和环境生态等领域已应用广泛。基于范数指数的概念,本文建立了离子液体与密度、黏度、热导率以及毒性之间的计算模型:(1)建立离子液体的物性f(密度,黏度和热导率)随温度T和压力P的变化模型f-T-P。使用两种不同的方法:第一种方法是常数项拟合,第二种方法是与分子结构有关的变量。两种方法对离子液体变温变压下密度、黏度和热导率进行处理,结果表明,第二种方法拟合效果更好,因此可以说明分子结构的信息对性质研究有一定作用。(2)计算阳离子、阴离子和离子液体整体结构的描述符,建立了三个QSPR模型。将温度和压力的影响引入所建模型中拟合效果好,即密度、黏度和热导率的相关系数(R~2)为0.9970、0.9642和0.9831。验证结果表明该QSPR模型有一定的鲁棒性和预测性能且应用范围广。(3)利用本文研究的阴阳离子组合形成16329个结构稳定的离子液体,运用所建立的QSRP模型来计算f-T-P模型参数(α、β、γ和χ),准确的提供模型的参数,离子液体不同性质预测结果具有一定的应用价值,可以为实验数据提供参考。(4)建立离子液体对白念珠菌和金黄色葡萄球菌的抗菌毒性QSAR模型,即最小抑菌浓度和最小杀菌浓度。其中离子液体对白念珠菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度的R~2为0.9429和0.9363;离子液体对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度的R~2为0.9413和0.9391。留一交叉验证的结果表明该模型稳健性较好;外部预测表明模型预测性能较好,应用域分析表明应用范围广。本文建立的QSPR/QSAR模型均获得较好的计算结果,说明考虑离子间相互作用是必要的,且范数描述符的广泛应用在预测离子液体基本性质和毒性方面具有很好广义性和普适性。
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