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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