硝基芳烃对黑头呆鱼毒性的DFT研究

对35种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。据所得量子化学参数和标题化合物的辛醇/水分配系数(IgK_(OW))建立硝基芳烃对黑头呆鱼毒性(-IgLC_(50))的QSAR模型,采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数(R~2),去一法(LOO)交互检验复相关系数(R~2_(cv)),外部预测样本复相关系数(R~2_(ext))分别为0.975,0.970和0.904,故所建立QSAR模型的稳定性和预测能力良好。结果表明:硝基芳烃化合物的毒性主要由分子最低空轨道能(E_(LUMO))、硝基静电荷(Q_(NO_2))、氢原子所带的最高正电荷(Q_H~+)及辛醇/水分配系数决定。苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小,强吸电子基如硝基会使化合物毒性增强,且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代;相反,给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低。总之,硝基是这类化合物致毒的主要基团,将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径。