分子连接指数模型.pptx

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1、3.4.2分子连接指数模型3.5.1分子片法•溶解度在很大程度上决定着污染物质在空气、水、土壤和生物机体中的分布和积累，以及污染物质在环境中的迁移速率和降解速率，是很重要的一个参数c。•溶解度：是污染物质在介质中达到平衡时的浓度。可表示为摩尔溶解度（mol/L溶液),质量溶解度（g/L溶液），质量比（g/kg溶剂）。•物质的溶解度一般分为无限可溶解可溶解（>0.1mol/L）中度溶解（0.1mol/L>c>0.01mol/L）不溶解（<0.01mol/L）极不溶解（<1g/L）溶解度的影响因素1）溶解度与化合物

2、的结构密切相关（相似相溶原理）2）分子尺寸越大，溶解度越小。3）其他因素：不饱和键数目、支链程度、分子的伸缩性和折叠特性等。33.4.2分子连接指数模型有机物在水相中的溶解度与分子的大小尺寸和极性密切相关，分子连接指数能够兼顾这两个方面，因此能够准确地估算溶解度。(1)模型1(NirmalakhandanandSpcece,1988)lgS=2.209+1.6530X-1.3120Xv+1.00Φ其中,S是溶解度,g/g;0X是零级分子连接指数;0Xv是零级价键连接指数;Φ是极性连接因子。如下所示;Φ=-0.3

3、61NH-0.963Ncl+0.767N=其中,NH是氢原子个数;Ncl是氯原子个数;N=是双键个数。5(2)模型2(NirmalakhandanandSpeece,1989;Speece,1990)1gS=1.564+1.6270X-1.3270Xv+1.000Φ其中,S是溶解度,mol/L;0X是零级分子连接指数;0Xv是零级价键连接指数;Φ是极性连接因子。如下所示:Φ=-0.963Ncl-361NH-2.620NF+1.474NI+0.636NNH2+0.833NNH-1.695NNo2-0.767N--

4、1.24IA+1.014IK-3.332ID其中,NI是分子中该原子或基团的个数,IA是烷烃和烯烃的指示函数,Ik是酮和醛类化合物的指示函数,而ID是二苯并二噁英(dibenzodioxins)的指示函数.这个模型能够克服模型1的缺点,适用于比较复杂的芳香烃化合物。63.4.3与lgKow定量关联模型有机物在水介质中的溶解度与其辛醇-水分配系数有着内在的关系,Hansch等人于1968年提出以下的定量关联方程式:lgS=A+BlgKow其中,S是有机物在水中的溶解度,mol/L;A和B是系数(见表3-5).3.

5、5辛醇-水分配系数一个化合物的辛醇-水分配系数是该化合物在辛醇相中的摩尔浓度与其在水相中的摩尔浓度在达到平衡时的比值：其中Coi是该物质在辛醇相中的浓度，mol/L；Cwi是其在水相中的浓度,mol/L。测定条件：一般来说，Kow是在室温（25℃）条件下测定，而且总的浓度不超过0.01mol/L。在这种条件下，Kow随温度和浓度变化较小。由于系统中水相被辛醇饱和，而辛醇相也被水相饱和，因此，Kow值并不等于物质在两相中的溶解度的比值。在实际应用中，通常用对数形式lgKow（或者lgP）。其数值分布范围从亲水性化

6、合物的-4到憎水性化合物的+8.5。lgKow与分子的结构直接相关，包括分子的大小，分子的柔韧性、极性，分子之间的氢键等。从另一个角度说，lgKow也表征了分子的结构特征，从而可以替代结构参数，预测化合物的环境行为。其中，a是常数，一般取-0.703；bi代表分子结构中i分子片的数目；Bi代表i分子片的贡献率；cj代表分子片需要被修改的数目；Ci代表经过修正后的贡献率。该模型通过对各种化合物进行归类分析和计算，识别出64个分子结构片、25个修正因子和5个特殊因子系数用于分子的折叠和分子之间的相互作用（如表3-6

7、和表3-7所示）。被验证的化合物有1663种，包括脂肪和芳香类化合物、醇、醚、酚、酮、醛、羧酸、酯、胺、硝化物、氰化物、硫化物、氨基酸、卤代烃和多功能化合物等。所测定的lgKow值范围在-3和+6.5之间。3.5.1分子片法1991年，Klopman等人提出并验证了分子片法，如下式所示：表3.6分子片对辛醇-水分配系数lgKow的贡献率表3.7修正后的分子片对辛醇-水分配系数lgKow的贡献率计算示例：估算2，6-二异丁基苯酚（（C4H9）2C6H3OH）的Kow的数值。（1）识别分子结构片：分子含有4个CH3

8、，2个CH2，2个-CH<，3个=CrH-,3个>Cr<,以及一个酚的OH基团。（2）计算：实测值是4.36，误差0.5%。谢谢观看