原子分布指数及其在离子液体毒性估算中的应用

The aim of this project is developing distributive structure toxicity relationship models of ILs using general and independent new descriptors, named atom distributive indexes, which are calculated from the distribution of atom in molecule and used to solve the problem of lack of general and independent descriptors. First, based on the atom geometric, weight and electronic distributions of anion and cation, the atom geometric distribution matrix, weight distribution matrix and electronic distribution matrix of anion and cation are developed to depict the space distribution of atom in anion and cation. Second, a general and independent atom distributive index was developed by the atom distribution matrix and property matrix. In addition, the hybrid matrix descriptor is developed from the hybrid matrix of anion and cation to depict the interaction between anion and cation. Finally, accurate, reliable and general distributive structure toxicity relationship models are developed using the uniform descriptors to predict the toxicity of ILs on animals, plants, bacteriums and so on. The distributive structure toxicity relationship model can be used for obtaining accurate and reliable toxicity data of ILs, which are beneficial for evaluating the toxicity of ILs have been synthesized and designing new green and environmental ILs.

本项目旨在获取原子在分子中的空间分布规律，建立通用、独立的新描述符，即原子分布指数，用于离子液体毒性分布构效关系的研究，解决缺乏通用、独立描述符的难题。首先，研究阴、阳离子中原子的几何、质量、电荷等空间分布规律，建立阴、阳离子几何分布矩阵、质量分布矩阵、电荷分布矩阵等原子空间分布矩阵，以矩阵的形式体现原子在阴、阳离子中的空间分布关系。其次，基于原子分布矩阵和原子属性矩阵，建立通用、独立的原子分布指数。同时，提出阴、阳离子杂化矩阵方法，并建立杂化分布指数描述符，体现阴、阳离子间的相互作用。最终，用统一的原子分布指数描述符建立准确、稳定、通用的分布构效关系模型预测多种类型离子液体对动物、植物、菌类等目标的毒性。建立与完善离子液体毒性分布构效关系模型，提供准确、可靠的离子液体毒性数据，不仅可以用于评价已合成离子液体对环境的影响，而且对设计绿色、环保的新型离子液体具有重要意义。

本项目通过研究原子在分子中的空间分布规律，建立了通用、独立的新范数描述符。基于范数描述符建立了离子液体对大鼠细胞、费氏弧菌、金黄色葡萄球菌、白念珠菌等毒性分布构效关系模型，提供准确、可靠的离子液体毒性数据。该模型不仅可以用于评价已合成离子液体对环境的影响，而且对设计绿色、环保的新型离子液体具有重要意义。基于范数描述符建立离子液体黏度、密度、热导率等变温变压性质，热容、表面张力等变温性质模型，为离子液体应用于研究提供基础数据。范数描述符具有广义性，不仅适用于离子液体，也适用于其它物质。该项目拓展范数描述符的应用范围，建立了有机物焓、熵等分布构效关系模型，建立表了面活性剂CMC、HLB等性质的分布构效关系模型，建立了环境污染物对藻类、鱼类等生命体毒性分布构效关系模型。广义范数描述为建立新材料构效关系模型提供重要支撑，为新材料提供基础数据，指导新材料的设计。