水相中有机化学品和卤素自由基反应速率常数的定量结构-活性关系模型

作     者：张坤 赵健辰 金文杰 曲蛟 张亚南 ZHANG Kun;ZHAO Jianchen;JIN Wenjie;QU Jiao;ZHANG Yanan

作者机构：国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室东北师范大学环境学院长春130117 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2022年第41卷第2期

页      面：663-672页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金(21707017,41877364) 中央高校基本科研业务费项目(2412020FZ015)资助 

主　　题：氯自由基 反应速率常数 多元线性回归 定量结构活性关系模型 

摘      要：卤素自由基尤其是氯自由基在污水中难降解污染物的降解以及表层海水中环境微污染物的降解过程中发挥重要作用,能够影响污染物的环境持久性与毒性风险。在污水及表层海水中存在着多种多样的有机污染物,单纯依靠实验手段测定它们和氯自由基的反应速率常数费时费力并且成本较高。因此本研究通过发展氯自由基与有机污染物的反应速率常数的QSAR模型来实现反应速率常数的定量预测。本研究搜集了28种有机化合物与Cl^(·)的反应速率常数以及18种有机化合物与Cl_(2)^(·−)的反应速率常数的实测值,采用多元线性回归(MLR)分别建立了QSAR模型。lgk_(Cl⋅)=11.133−7.236×Dv−0.087×VE3sign_RG+0.569×GATS5e−0.158×H-051。lgk_(Cl⋅)的QSAR模型的校正决定系数(R^(2)_(adj,tr))为0.810,均方根误差(RMSE_(train))为0.34,去一法交叉验证系数(Q^(2)_(LOO))为0.716,外部验证系数Q^(2)_(ext)=0.793;lgkC_(l2⋅)-=3.657+0.374×RDF010s−0.037×ATSC5s+0.073×L/Bw。lgkC_(l2⋅)-QSAR模型R^(2)_(adj,tr)为0.902,RMSE_(train)为0.29,Q^(2)_(LOO)为0.839,Q^(2)_(ext)为0.629。表明两个模型具有较高的拟合优度、稳健性和预测能力。应用域表征结果显示所选择的模型具有较好的代表性,所有化合物均在应用域范围内。所构建的模型可以实现含羟基,羰基,羧基等多种官能团有机化合物k_(Cl⋅)及kC_(l2⋅-)的定量预测。