[發(fā)明專利]一種構模預測疏水性化合物的硅油-空氣分配系數(shù)的方法

有效

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• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107516016B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 馬邕文;渠艷飛;萬金泉;王艷;關澤宇;閆志成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種通過構建定量構效關系模型預測疏水性化合物的硅油?空氣分配系數(shù)的方法。該方法采用以下模型進行硅油?空氣分配系數(shù)的預測：logK_SiO/A=2.888+0.025×α–0.244×(E_LUMO–E_HOMO)，其中，logK_SiO/A表示硅油?空氣分配系數(shù)，α表示平均分子極化率，(E_LUMO?E_HOMO)表示最低未占據(jù)分子軌道與最高占據(jù)分子軌道的能差。本發(fā)明方法僅通過計算具有結構特征的分子描述符，應用所構建的QSAR模型，即能快速、高效地預測疏水性化合物的硅油?空氣分配系數(shù)，方法簡單、快捷、成本低，且能節(jié)省實驗測試所需的人力、物力和財力。

技術領域

本發(fā)明涉及構模預測化合物在有機相和氣相中的濃度比領域，具體涉及一種通過構建定量構效關系模型預測疏水性化合物的硅油-空氣分配系數(shù) (logK_SiO/A)的方法。

背景技術

許多新興的生物過程涉及到第二非水液相，比如用第二非水液相分隔關鍵基質(zhì)或產(chǎn)物以增強相間傳質(zhì)、避免濃度抑制或原位產(chǎn)物萃取。環(huán)境生物技術涉及使用微生物進行與能源和環(huán)境相關的各種重要生物轉(zhuǎn)化，為了解決疏水性物質(zhì)從氣態(tài)到水相的轉(zhuǎn)移問題，一些研究者已經(jīng)探討了加入第二種非水液相以提高氣液傳質(zhì)速率，兩相分配生物反應器(Two-phase partitioning bioreactor,TPPB) 應運而生，這種非水相通常包括硅油、植物油、脂肪酸或離子液體。在生物過程中應用第二非水液相的關鍵是選擇非水相，非水相除了“感興趣”的化學物質(zhì)的優(yōu)異分配之外，應具有諸如生物相容性和非生物降解性的特性。Arriaga等人(Arriaga,S.,Munoz,R.,Hernandez,S.,et al.Gaseous HexaneBiodegradation by Fusarium Solani in Two-Liquid Phase Packed-Bed and Stirred-Tank Bioreactors. Environmental ScienceTechnology.2006,40(7):2390-2395)對多種常見的有機溶劑進行了系統(tǒng)的篩選研究，實驗結果表明，硅油最適合作為TPPB的非水相介質(zhì)。Munoz等人(Munoz,R.,Chambaud,M.,Bordel,S.,et al.A Systematic Selection ofthe Non-Aqueous Phase in a Bacterial Two Liquid Phase Bioreactor Treating α-Pinene.Applied Microbiology and Biotechnology.2008,79(1):33-41)也對包括硅油、十六烷在內(nèi)的多種有機溶劑進行了篩選研究，實驗結果同樣表明，硅油是一種性能優(yōu)良的非水相介質(zhì)。關于空氣污染控制和氣體處理，硅油具有許多所需的性能，因此是實驗室研究中最常見的選擇。

然而，盡管硅油在研究中得到廣泛的應用，但對“感興趣”的化學物質(zhì)在硅油中的分配性質(zhì)尚未進行系統(tǒng)的研究。這限制了我們對TPPB性能建模的能力，或?qū)脭U展到其他相關污染物或化學品。因此，開發(fā)了可以預測未知化合物硅油-空氣分配系數(shù)的定量結構-活性關系(QSAR)模型，再結合亨利常數(shù)(H) 即可得到硅油與水之間的分配系數(shù)，此參數(shù)可以區(qū)分哪種化合物更易于分散到硅油的非水相中。