离子液体是指室温或者相邻温度下仅由离子构成的液体。近年来离子液体在学术研究和工业应用领域皆引起了广泛的关注。由于离子液体具有易循环、对极性/非极性化合物溶解性好、热稳定性和化学稳定性好等特点,其在许多科学和工程领域得到了广泛的应用,尤其是在电化学、催化、气体分离、生物技术等领域。离子液体的基本物性数据对科学研究及工业应用具有极其重要的意义,因此离子液体的设计、生产与应用必须以准确、可靠的物性数据为依据。虽然实验是获取离子液体物性数据的有效手段,但实验不仅需要消耗大量的人力物力,而且对于那些易分解及有毒的离子液体几乎无法通过实验获得所有条件下的物性数据。数学方法建立数学模型用于估算离子液体的物性是解决这类问题的有效手段。定量构效关系(QSPR/QSAR)的基本思想是通过物质分子结构信息描述物质的物性和活性。定量构效关系对估算同系物物性具有很好的效果,因此广泛应用于药物活性和毒性研究。然而,定量构效关系方法通用性比较差,很难建立通用模型。本文利用分子结构信息和分子中原子位置关系提出了一种新的通用分子特征矩阵范数描述符。这种范数描述符很好地克服了定量构效关系方法难以建立通用模型的缺陷。应用本文提出的通用分子特征矩阵范数描述符建立了结构与性能关系模型;估算,验证了多种类离子液体的物化性质及毒理性质。本课题应用的离子液体类型涵盖咪唑类、吡咯类、吡啶类、哌啶类、苯并咪唑类、季铵类、季磷类、毓类、喹啉类以及吗啉类离子液体。所建的五个模型都取得了很好的效果,其中离子液体结构与粘度关系模型的相关系数为0.964;离子液体结构与热导率关系模型的相关系数为0.984;离子液体结构与热容关系模型的相关系数为0.996;离子液体结构与其对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度模型的相关系数为0.919;离子液体结构与其对金黄色葡萄球菌的最小杀菌浓度模型的相关系数为0.913;离子液体结构与其对白念珠菌的最小抑菌浓度模型的相关系数为0.930;离子液体结构与其对白念珠菌的最小杀菌浓度模型的相关系数为0.873。模型所得到的结果均显示本课题所提出的描述符可以准确地预测多种类离子液体的不同物性与毒性,且这五种性质所得模型与各自相关文献的对比在精度和稳定性等方面都有较大的提高,及较大的显著性。本课题所提出的通用分子特征矩阵范数描述符及据此所建立的构效关系模型,对于描述多种类离子液体的诸性质具有很好的通用性、广义性、和准确性,故本方法对离子液体的多目标(物性/活性/毒性)描述具有广义指向,且对目标体系不再受制于同系物,而是通用于多种类离子液体。