[發(fā)明專利]一種快速預(yù)測羥基多溴代聯(lián)苯醚解離常數(shù)的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108009394B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于海瀛;耿利鳴;尉小旋
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: G16C20/30
• 分類號: G16C20/30;G16C20/90
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發(fā)明公開了一種快速預(yù)測羥基多溴代聯(lián)苯醚解離常數(shù)(pK_a)的方法，屬于面向化學(xué)品環(huán)境生態(tài)風(fēng)險評價的定量結(jié)構(gòu)?性質(zhì)關(guān)系(QSPR)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明使用分子量Mw和表征電子受體能力的最低分子軌道能E_LUMO兩個分子結(jié)構(gòu)描述符，構(gòu)建了預(yù)測pK_a的QSPR模型。模型統(tǒng)計學(xué)性能優(yōu)異，相關(guān)系數(shù)的平方r²＝0.90,均方根誤差rms＝0.46。模擬外部驗證和交叉驗證表明模型具有良好的穩(wěn)健性和預(yù)測能力。基于Williams圖表征了模型的應(yīng)用域，該模型可用于預(yù)測837種不同溴原子取代的單羥基取代的HO?PBDEs及其他結(jié)構(gòu)相類似化合物的pK_a值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生態(tài)安全評價技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種面向環(huán)境生態(tài)風(fēng)險評價的定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系(QSPR)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

pK_a是有機化合物非常重要的性質(zhì)，決定化合物在介質(zhì)中的存在形態(tài)，進而決定其溶解度、親脂性、生物富集性以及毒性。獲得有機化合物的精確pK_a值在環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)以及藥物化學(xué)等領(lǐng)域都有重要意義。作為化合物最基礎(chǔ)的理化性質(zhì)參數(shù)，pK_a的實驗數(shù)據(jù)還相當(dāng)缺乏，并且存在著準(zhǔn)確性不高等問題，特別是對于新興的環(huán)境污染物而言，更是如此。因此，發(fā)展性能良好的預(yù)測方法尤為重要。

HO-PBDEs是由母體化合物多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化或大氣氧化而形成的一類新興環(huán)境污染物，不僅在生物體內(nèi)富集，而且會與激素受體、轉(zhuǎn)運蛋白或代謝酶等生物大分子相互作用，進而導(dǎo)致內(nèi)分泌功能紊亂、引發(fā)相關(guān)疾病，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境安全和人類健康。不同的解離形態(tài)會顯著影響該類化合物的毒性強弱和作用機制。但由于以下幾點原因，該類化合物的pK_a實驗測定值極度缺乏：首先，僅單羥基取代的HO-PBDE系列物就高達(dá)837個，95％以上沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品，無法開展實驗研究；其次，實驗測定耗費大量的人力、物力和財力，不同實驗室的數(shù)據(jù)還存在系統(tǒng)誤差；很多高溴取代的HO-PBDEs水溶解度極低，實驗測定受到極大限制，同時也無法滿足有毒有害化學(xué)品污染管理的“預(yù)先防范原則”。因此，亟需開發(fā)適用于該類化合物的成本低廉、方便快捷的pK_a評估預(yù)測方法。

定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系(QSPR)可以根據(jù)分子結(jié)構(gòu)信息，預(yù)測化合物的pK_a值，為開發(fā)快速預(yù)測方法提供了良好的思路。然而，目前報道的關(guān)于pK_a的QSPR模型，在化合物的適用范圍、模型的預(yù)測能力以及實際應(yīng)用的可操作性等方面還存在問題。