[发明专利]采用多参数线性自由能关系模型预测有机化合物的辛醇/水分配系数的方法

说明书

本发明公开了采用多参数线性自由能关系模型预测有机化合物的辛醇/水分配系数的方法。在已知有机化合物分子结构的基础上，仅通过计算具有结构特征的分子描述符，应用所构建的pp‑LFER模型，即能快速、高效地预测有机化合物的辛醇/水分配系数，该方法简单快捷、成本低，且能节省实验测试所需的人力、物力和财力。本发明依据经济合作与发展组织关于QSAR模型的构建和使用导则进行建模，运用简单、透明的多元线性回归分析方法，易于理解和应用；具有明确的应用域、良好的拟合能力、稳健性和预测能力，能够有效地预测应用域内有机化合物的辛醇/水分配系数，为化合物的生态风险性评价和管理提供必要的基础数据，具有重要的意义。

技术领域

本发明属于化学品生态风险评价的高通量测试策略领域，采用多参数线性自由能关系模型预测有机化合物的辛醇/水分配系数。

背景技术

辛醇/水分配系数(Octanol/Water Partition Coefficient,K_ow)定义为某一有机物在某一个温度下，在正辛醇相和水相达到分配平衡之后，在两相的浓度的比值，是表征有机污染物在环境介质(水、土壤或沉积物)中分配平衡的极其重要的参数。国标中指出K_ow可用于评价化学品的生物累积性。此外通过化合物的K_ow可以推算出化合物在土壤(或沉积物)及水相之间的分配系数等环境分配行为，有助于了解化合物在各环境相中的分配情况，进一步对化合物的水解、光解及生物降解等过程做出评估，对评价化合物的生态风险具有重要意义。

由于QSAR技术有助于实现有毒有害化学品污染管理的“预先防范原则”，能够减少或替代相关实验，弥补实验数据的缺失、降低实验费用，在世界各国有毒有害化学品生态风险性评价和管理方面得到了广泛的开发。2004年经济合作与发展组织(OECD)正式确定了QSAR模型发展和使用的导则，具体如下：(1)具有明确定义的环境指标；(2)具有明确的算法；(3)定义了模型的应用域；(4)有适当的拟合度，稳定性和预测能力；(5)最好能够进行机理解释。

截止目前，已有很多研究人员运用技术成功建立了有机化合物K_ow值的预测模型。如美国环保署的EPI Suite^TM软件中使用分子碎片法来预测化合物logK_ow。对于比较简单的化合物，该方法的误差比较小，大约在±0.12log单位；然而对于比较复杂的化合物包括许多农药和药物，方法的误差可能比较大，logK_ow6的物质的误差也许会超过一个log单位；且该方法无法识别分子立体构型对K_ow的影响，无法识别同分异构体间K_ow的差异；文献“J.Pharmaceut.Biomed.,1995,13:339–351.”中测定了化合物的色谱保留时间，并用K_ow进行了线性回归，建立了化合物色谱保留时间与K_ow的线性模型。然而该方法仅可以预测logK_ow在0-6范围内的化合物，应用域较小且该方法无法摆脱实验限制，故不宜使用。文献“J.Phys.Chem.,1988,92:52444-5255”，“J.Pharm.Sci.,1986,75:629-636”收集了共348种化合物，通过多参数线性自由能方法建立了K_ow的预测模型，模型相关系数高达0.99，但是多参数线性由能关系模型中的亚伯拉罕参数依然依靠实验测定，且基于此种方法的模型仅适用于芳香族与脂肪族化合物，应用域有限，不适用于直链化合物。综上，前人模型具有无法彻底摆脱实验、应用域小、无法考虑立体构型等缺点而且上述模型均没有完全考虑到OECD导则中的各项要求，缺乏模型验证和表征，因此，有必要构建一个数据集涵盖的化合物种类丰富、具有明确算法、便于应用推广、不依赖实验数据、充分考虑分子立体构型的K_ow预测模型，并依照OECD导则对模型进行验证和表征。

发明内容