[发明专利]一种构模预测疏水性化合物的硅油-空气分配系数的方法

说明书

本发明公开了一种通过构建定量构效关系模型预测疏水性化合物的硅油‑空气分配系数的方法。该方法采用以下模型进行硅油‑空气分配系数的预测：logK_SiO/A=2.888+0.025×α–0.244×(E_LUMO–E_HOMO)，其中，logK_SiO/A表示硅油‑空气分配系数，α表示平均分子极化率，(E_LUMO‑E_HOMO)表示最低未占据分子轨道与最高占据分子轨道的能差。本发明方法仅通过计算具有结构特征的分子描述符，应用所构建的QSAR模型，即能快速、高效地预测疏水性化合物的硅油‑空气分配系数，方法简单、快捷、成本低，且能节省实验测试所需的人力、物力和财力。

技术领域

本发明涉及构模预测化合物在有机相和气相中的浓度比领域，具体涉及一种通过构建定量构效关系模型预测疏水性化合物的硅油-空气分配系数 (logK_SiO/A)的方法。

背景技术

许多新兴的生物过程涉及到第二非水液相，比如用第二非水液相分隔关键基质或产物以增强相间传质、避免浓度抑制或原位产物萃取。环境生物技术涉及使用微生物进行与能源和环境相关的各种重要生物转化，为了解决疏水性物质从气态到水相的转移问题，一些研究者已经探讨了加入第二种非水液相以提高气液传质速率，两相分配生物反应器(Two-phase partitioning bioreactor,TPPB) 应运而生，这种非水相通常包括硅油、植物油、脂肪酸或离子液体。在生物过程中应用第二非水液相的关键是选择非水相，非水相除了“感兴趣”的化学物质的优异分配之外，应具有诸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)对多种常见的有机溶剂进行了系统的筛选研究，实验结果表明，硅油最适合作为TPPB的非水相介质。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)也对包括硅油、十六烷在内的多种有机溶剂进行了筛选研究，实验结果同样表明，硅油是一种性能优良的非水相介质。关于空气污染控制和气体处理，硅油具有许多所需的性能，因此是实验室研究中最常见的选择。

然而，尽管硅油在研究中得到广泛的应用，但对“感兴趣”的化学物质在硅油中的分配性质尚未进行系统的研究。这限制了我们对TPPB性能建模的能力，或将应用扩展到其他相关污染物或化学品。因此，开发了可以预测未知化合物硅油-空气分配系数的定量结构-活性关系(QSAR)模型，再结合亨利常数(H) 即可得到硅油与水之间的分配系数，此参数可以区分哪种化合物更易于分散到硅油的非水相中。