卤代脂肪烃鱼类急性毒性QSAR模型研究

第29卷�第1期2010年��1月环�境�化�学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVo.l29,No.1January�2010�2009年5月9日收稿.�*环保公益性行业科研专项:(200709046).�**通讯联系人,Te:l010�84915307,E�mai:lzhouh@crc�mep�org�cn卤代脂肪烃鱼类急性毒性QSAR模型研究*胡俊杰�闾春林�周�红**�张亚珍�菅小东(环境保护部化学品登记中心,北京,100012)摘�要�采用量子化学方法对27个卤代烃化合物进行结构优化和频率分析计算,提取其组成、拓扑、几何、静电和量子化学等结构参数描述符,运用启发式方法筛选最佳的结构参数,并建立黑头呆鱼急性毒性线性回归模型和非线性的支持向量机回归模型.模型方程表明卤代烃化合物导致黑头呆鱼的急性毒性可以应用KH1、IC0、EHOMO�LUMO三个参数解释,几何形状,疏水性能和反应活性是影响鱼类急性毒性的主要因素.两个模型均具有较强的模型稳定性、预测性和可信性,可用于准确预测卤代烃在鱼体内的急性毒性.关键词�卤代烃,鱼类急性毒性,QSAR模型.��卤素具有丰富的理化性质,因而被广泛用在有机化合物的结构和功能修饰上.卤代烃类化合物在灭火剂、冷冻剂、麻醉剂、杀虫剂以及高分子工业的原料等领域被广泛使用.这类化合物被大量使用后,必然从各种途经进入土壤和水体中,造成环境严重污染,许多生物受到毒害,生态体系发生恶化.毒理学研究表明,卤代烃经皮肤吸收后,侵犯神经中枢或作用于内脏器官而引起中毒.因此,卤代烃类化合物的环境毒理学研究引起了广泛的关注.但卤代烃类化合物鱼类急性毒性的定量构效关系研究未见报道.定量结构活性相关研究用已知化合物毒性预测未知化合物毒性是一种可信赖的手段[1�3].��本文利用量子化学方法在QSAR研究中的优越性,采用密度泛函方法精确计算了27个卤代烃分子的几何构型,并详细计算了分子的描述符参数,结合卤代烃分子对黑头呆鱼的急性毒性实验数据,分别运用启发式方法和支持向量机方法建立了卤代烃结构与鱼类急性毒性的线性回归模型和支持向量机回归模型,具有一定实际意义.1�研究方法1�1�数据来源和结构参数计算��27种典型卤代脂肪烃化合物对黑头呆鱼(Pimephalepromelas)急性毒性的96h半数致死浓度LC50取自文献[4�6],表1列出了27个卤