基于量化計(jì)算與QSAR的PBDEs光譜辨識與環(huán)境行為控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-17 15:54
多溴聯(lián)苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一類含有209種同系物的溴代阻燃劑,自上世紀(jì)60-70年代以來,PBDEs被廣泛應(yīng)用在紡織品、電路板、塑料制品、電子產(chǎn)品、建材等領(lǐng)域。PBDEs聚合物內(nèi)分子彼此間缺乏化學(xué)鍵作用,化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在生產(chǎn)、使用與廢棄的過程中PBDEs聚合物都有可能向周圍環(huán)境中釋放PBDEs,從而引起負(fù)面環(huán)境效應(yīng)。研究表明,PBDEs在自然環(huán)境中具有顯著的環(huán)境持久性、生物毒性、長距離遷移性及生物蓄積性,因此于2009年被劃定為持久性有機(jī)污染物(Persistent organic pollutants, POPs),這其中尤以生物毒性、潛在的內(nèi)分泌干擾性及致癌性最為研究者所關(guān)注。由于缺乏實(shí)驗(yàn)檢測基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以往研究大多局限在典型PBDEs同系物中展開,缺乏對209種PBDEs同系物間的環(huán)境行為對比分析及內(nèi)在規(guī)律總結(jié),而對于POPs特性也多只針對其中一種開展研究。本文借助量子化學(xué)計(jì)算與定量構(gòu)效關(guān)系模型(QSAR)對研究所需PBDEs環(huán)境行為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了補(bǔ)足,首先以生物毒性為切入點(diǎn),評價(jià)209種PBDEs同系物的生物毒性等級...
【文章來源】: 華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:190 頁
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及其意義
1.1.1 PBDEs的危害
1.1.2 PBDEs的使用與分布
1.1.3 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.2.1 量子化學(xué)計(jì)算理論與方法的國內(nèi)外研究概況
1.2.2 定量構(gòu)效關(guān)系模型國內(nèi)外研究概況
1.2.3 PBDEs同系物辨識國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.4 PBDEs環(huán)境行為研究國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3 存在的問題
1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 計(jì)算軟件與方法
2.1 計(jì)算軟件與系統(tǒng)配置
2.2 計(jì)算方法驗(yàn)證所用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源
2.3 計(jì)算方法的選取與確定
2.4 本章小結(jié)
第3章 PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.1 生物毒性數(shù)據(jù)來源與分級標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1 生物毒性數(shù)據(jù)來源
3.1.2 生物毒性分級標(biāo)準(zhǔn)
3.2 PBDEs生物毒性QSAR模型構(gòu)建與等級標(biāo)識
3.2.1 PBDEs生物毒性QSAR模型參數(shù)選取
3.2.2 PBDEs生物毒性QSAR建模方法
3.2.3 PBDEs生物毒性QSAR模型檢驗(yàn)
3.2.4 PBDEs生物毒性QSAR模型評價(jià)與分析
3.2.5 PBDEs生物毒性等級標(biāo)識
3.3 基于分子取代特征的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.3.1 取代基個(gè)數(shù)與PBDEs生物毒性相關(guān)性分析
3.3.2 兩苯環(huán)取代相似性與PBDEs生物毒性間相關(guān)性分析
3.3.3 基于全析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的取代特征對PBDEs生物毒性效應(yīng)分析
3.3.4 同一苯環(huán)上取代基分散性與PBDEs生物毒性相關(guān)性分析
3.4 基于分子空間對稱結(jié)構(gòu)的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.5 基于量化參數(shù)的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.6 基于分子對接的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.6.1 基于同源建模的AhR蛋白構(gòu)建
3.6.2 分子對接與生物毒性作用機(jī)理分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于分子振動(dòng)光譜的PBDEs辨識
4.1 PBDEs分子振動(dòng)光譜計(jì)算
4.2 PBDEs分子振動(dòng)光譜振動(dòng)歸屬
4.2.1 PBDEs的苯環(huán)振動(dòng)歸屬
4.2.2 PBDEs的醚鍵振動(dòng)歸屬
4.2.3 PBDEs的C-Br鍵振動(dòng)歸屬
4.2.4 PBDEs振動(dòng)歸屬驗(yàn)證——以BDE-15為例
4.3 基于分子振動(dòng)光譜特征振動(dòng)的PBDEs辨識
4.3.1 基于苯環(huán)三角呼吸振動(dòng)的PBDEs辨識
4.3.2 基于C-O伸縮振動(dòng)的PBDEs辨識
4.4 基于分子振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.4.1 基于相似度分析的分子振動(dòng)譜區(qū)分辨度評價(jià)
4.4.2 基于三角呼吸振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.4.3 基于C-O伸縮振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.5 生物毒性紅外特征光譜提取
4.6 溶劑化效應(yīng)對PBDEs分子振動(dòng)光譜的影響
4.6.1 溶劑選擇
4.6.2 溶劑化效應(yīng)指標(biāo)體系構(gòu)建
4.6.3 溶劑化效應(yīng)對各振動(dòng)形式的影響分析——以BDE-15為例
4.6.4 溶劑化效應(yīng)增強(qiáng)效應(yīng)的檢驗(yàn)
4.6.5 溶劑化效應(yīng)對PBDEs特征光譜及同系物辨識的影響
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于阻燃劑設(shè)計(jì)的PBDEs環(huán)境行為控制
5.1 PBDEs4種POPs特性調(diào)控表構(gòu)建
5.1.1 PBDEs4種POPs特性數(shù)據(jù)來源
5.1.2 PBDEs4種POPs特性的藥效團(tuán)模型建立方法
5.1.3 PBDEs4種POPS特性的全析因?qū)嶒?yàn)?zāi)P徒⒎椒?br> 5.1.4 PBDEs4種POPS特性的特征分析
5.2 分子修飾及修飾后物質(zhì)POPs特性評價(jià)
5.3 修飾后物質(zhì)阻燃性評價(jià)
5.4 本章小結(jié)
第6章 PBDEs的光解規(guī)律分析及機(jī)理研究
6.1 PBDEs自然光解難易性規(guī)律分析
6.1.1 大氣環(huán)境中PBDEs自然光解難易性規(guī)律分析
6.1.2 有機(jī)溶劑增強(qiáng)PBDEs自然光解機(jī)理分析
6.2 ·OH引發(fā)的PBDEs光解機(jī)理分析
6.2.1 大氣環(huán)境下PBDEs與·OH反應(yīng)機(jī)理分析
6.2.2 有機(jī)溶劑增強(qiáng)PBDEs與·OH反應(yīng)機(jī)理分析
6.3 PBDEs光解速率規(guī)律分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于溶劑化效應(yīng)的BDE-15分子振動(dòng)光譜增強(qiáng)特征振動(dòng)研究 [J]. 姜龍,孟沖,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(12)
[2]基于數(shù)值原子軌道基組的第一性原理計(jì)算軟件ABACUS [J]. 劉曉輝,陳默涵,李鵬飛,沈瑜,任新國,郭光燦,何力新. 物理學(xué)報(bào). 2015(18)
[3]多溴二苯醚取代特征對其芳香烴受體結(jié)合能力的效應(yīng)分析 [J]. 姜龍,程冰川,李魚. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]基于含時(shí)密度泛函理論的對位鹵代二苯醚電子躍遷機(jī)理 [J]. 姜龍,曾婭玲,蔡嘯宇,李魚. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]多溴聯(lián)苯醚生物富集系數(shù)的定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系 [J]. 李吉安,薛秀玲,盧桂寧. 華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[6]基于溴取代基的多溴聯(lián)苯醚同系物紅外光譜特征振動(dòng)辨識研究 [J]. 姜龍,溫靜雅,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(05)
[7]若爾蓋高原濕地地表水與大氣濕沉降中有機(jī)氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯研究 [J]. 蓋楠,潘靜,陳大舟,楊永亮. 中國環(huán)境科學(xué). 2014(04)
[8]納米零價(jià)鐵降解水中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)及降解途徑研究 [J]. 楊雨寒,徐偉偉,彭思侃,盧善富,相艷,梁大為. 環(huán)境科學(xué). 2014(03)
[9]部分多氯聯(lián)苯生物富集因子的QSAR研究 [J]. 馮惠,李鳴建. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(11)
[10]密度泛函理論研究對位鹵代二苯醚的結(jié)構(gòu)、電荷分布及光譜 [J]. 姜龍,蔡嘯宇,張琛,鄒喬,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(11)
博士論文
[1]多溴聯(lián)苯醚及其衍生物的環(huán)境調(diào)查、致毒機(jī)制及其基于芳烴受體活性的健康風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D]. 蘇冠勇.南京大學(xué). 2013
[2]表面活性劑相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系及應(yīng)用[D]. 郭春偉.浙江大學(xué). 2012
[3]幾種雜環(huán)小分子電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理論研究[D]. 王會(huì)萍.吉林大學(xué). 2009
[4]藥物取代基參數(shù)的構(gòu)建及應(yīng)用[D]. 周原.重慶大學(xué). 2006
碩士論文
[1]有機(jī)太陽能電池中光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移的理論研究[D]. 豐艷婷.遼寧大學(xué). 2015
[2]苯基脲類除草劑激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)及光化學(xué)行為研究[D]. 吳秋霞.浙江理工大學(xué). 2015
[3]多溴聯(lián)苯醚理化性質(zhì)的定量構(gòu)效關(guān)系研究[D]. 李吉安.華僑大學(xué). 2014
[4]基于分子動(dòng)力學(xué)模擬與靶點(diǎn)預(yù)測技術(shù)的HO-/MeO-PBDEs內(nèi)分泌干擾效應(yīng)研究[D]. 王小享.南京大學(xué). 2014
[5]二惡英類污染物的高通量生物檢測技術(shù)研究及其在在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[D]. 夏潔.南京大學(xué). 2013
[6]高壓下D5h(1)-C90的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究[D]. 華星.吉林大學(xué). 2013
[7]基于密度泛函理論的多環(huán)芳烴分子結(jié)構(gòu)與光譜研究[D]. 鄒喬.華北電力大學(xué). 2013
[8]基于分式析因的重金屬與農(nóng)藥在沉積物上的競爭吸附機(jī)理[D]. 王檬.華北電力大學(xué). 2013
[9]計(jì)算化學(xué)在分子相互作用研究中的應(yīng)用[D]. 陳龍.上海交通大學(xué). 2013
[10]取代苯類化合物定量結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系的半經(jīng)驗(yàn)量化計(jì)算研究[D]. 劉曉艷.內(nèi)蒙古大學(xué). 2012
本文編號:3540449
【文章來源】: 華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:190 頁
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及其意義
1.1.1 PBDEs的危害
1.1.2 PBDEs的使用與分布
1.1.3 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.2.1 量子化學(xué)計(jì)算理論與方法的國內(nèi)外研究概況
1.2.2 定量構(gòu)效關(guān)系模型國內(nèi)外研究概況
1.2.3 PBDEs同系物辨識國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.4 PBDEs環(huán)境行為研究國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3 存在的問題
1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 計(jì)算軟件與方法
2.1 計(jì)算軟件與系統(tǒng)配置
2.2 計(jì)算方法驗(yàn)證所用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源
2.3 計(jì)算方法的選取與確定
2.4 本章小結(jié)
第3章 PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.1 生物毒性數(shù)據(jù)來源與分級標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1 生物毒性數(shù)據(jù)來源
3.1.2 生物毒性分級標(biāo)準(zhǔn)
3.2 PBDEs生物毒性QSAR模型構(gòu)建與等級標(biāo)識
3.2.1 PBDEs生物毒性QSAR模型參數(shù)選取
3.2.2 PBDEs生物毒性QSAR建模方法
3.2.3 PBDEs生物毒性QSAR模型檢驗(yàn)
3.2.4 PBDEs生物毒性QSAR模型評價(jià)與分析
3.2.5 PBDEs生物毒性等級標(biāo)識
3.3 基于分子取代特征的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.3.1 取代基個(gè)數(shù)與PBDEs生物毒性相關(guān)性分析
3.3.2 兩苯環(huán)取代相似性與PBDEs生物毒性間相關(guān)性分析
3.3.3 基于全析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的取代特征對PBDEs生物毒性效應(yīng)分析
3.3.4 同一苯環(huán)上取代基分散性與PBDEs生物毒性相關(guān)性分析
3.4 基于分子空間對稱結(jié)構(gòu)的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.5 基于量化參數(shù)的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.6 基于分子對接的PBDEs生物毒性機(jī)理分析
3.6.1 基于同源建模的AhR蛋白構(gòu)建
3.6.2 分子對接與生物毒性作用機(jī)理分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于分子振動(dòng)光譜的PBDEs辨識
4.1 PBDEs分子振動(dòng)光譜計(jì)算
4.2 PBDEs分子振動(dòng)光譜振動(dòng)歸屬
4.2.1 PBDEs的苯環(huán)振動(dòng)歸屬
4.2.2 PBDEs的醚鍵振動(dòng)歸屬
4.2.3 PBDEs的C-Br鍵振動(dòng)歸屬
4.2.4 PBDEs振動(dòng)歸屬驗(yàn)證——以BDE-15為例
4.3 基于分子振動(dòng)光譜特征振動(dòng)的PBDEs辨識
4.3.1 基于苯環(huán)三角呼吸振動(dòng)的PBDEs辨識
4.3.2 基于C-O伸縮振動(dòng)的PBDEs辨識
4.4 基于分子振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.4.1 基于相似度分析的分子振動(dòng)譜區(qū)分辨度評價(jià)
4.4.2 基于三角呼吸振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.4.3 基于C-O伸縮振動(dòng)譜區(qū)的PBDEs辨識
4.5 生物毒性紅外特征光譜提取
4.6 溶劑化效應(yīng)對PBDEs分子振動(dòng)光譜的影響
4.6.1 溶劑選擇
4.6.2 溶劑化效應(yīng)指標(biāo)體系構(gòu)建
4.6.3 溶劑化效應(yīng)對各振動(dòng)形式的影響分析——以BDE-15為例
4.6.4 溶劑化效應(yīng)增強(qiáng)效應(yīng)的檢驗(yàn)
4.6.5 溶劑化效應(yīng)對PBDEs特征光譜及同系物辨識的影響
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于阻燃劑設(shè)計(jì)的PBDEs環(huán)境行為控制
5.1 PBDEs4種POPs特性調(diào)控表構(gòu)建
5.1.1 PBDEs4種POPs特性數(shù)據(jù)來源
5.1.2 PBDEs4種POPs特性的藥效團(tuán)模型建立方法
5.1.3 PBDEs4種POPS特性的全析因?qū)嶒?yàn)?zāi)P徒⒎椒?br> 5.1.4 PBDEs4種POPS特性的特征分析
5.2 分子修飾及修飾后物質(zhì)POPs特性評價(jià)
5.3 修飾后物質(zhì)阻燃性評價(jià)
5.4 本章小結(jié)
第6章 PBDEs的光解規(guī)律分析及機(jī)理研究
6.1 PBDEs自然光解難易性規(guī)律分析
6.1.1 大氣環(huán)境中PBDEs自然光解難易性規(guī)律分析
6.1.2 有機(jī)溶劑增強(qiáng)PBDEs自然光解機(jī)理分析
6.2 ·OH引發(fā)的PBDEs光解機(jī)理分析
6.2.1 大氣環(huán)境下PBDEs與·OH反應(yīng)機(jī)理分析
6.2.2 有機(jī)溶劑增強(qiáng)PBDEs與·OH反應(yīng)機(jī)理分析
6.3 PBDEs光解速率規(guī)律分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于溶劑化效應(yīng)的BDE-15分子振動(dòng)光譜增強(qiáng)特征振動(dòng)研究 [J]. 姜龍,孟沖,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(12)
[2]基于數(shù)值原子軌道基組的第一性原理計(jì)算軟件ABACUS [J]. 劉曉輝,陳默涵,李鵬飛,沈瑜,任新國,郭光燦,何力新. 物理學(xué)報(bào). 2015(18)
[3]多溴二苯醚取代特征對其芳香烴受體結(jié)合能力的效應(yīng)分析 [J]. 姜龍,程冰川,李魚. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]基于含時(shí)密度泛函理論的對位鹵代二苯醚電子躍遷機(jī)理 [J]. 姜龍,曾婭玲,蔡嘯宇,李魚. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]多溴聯(lián)苯醚生物富集系數(shù)的定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系 [J]. 李吉安,薛秀玲,盧桂寧. 華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[6]基于溴取代基的多溴聯(lián)苯醚同系物紅外光譜特征振動(dòng)辨識研究 [J]. 姜龍,溫靜雅,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(05)
[7]若爾蓋高原濕地地表水與大氣濕沉降中有機(jī)氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯研究 [J]. 蓋楠,潘靜,陳大舟,楊永亮. 中國環(huán)境科學(xué). 2014(04)
[8]納米零價(jià)鐵降解水中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)及降解途徑研究 [J]. 楊雨寒,徐偉偉,彭思侃,盧善富,相艷,梁大為. 環(huán)境科學(xué). 2014(03)
[9]部分多氯聯(lián)苯生物富集因子的QSAR研究 [J]. 馮惠,李鳴建. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(11)
[10]密度泛函理論研究對位鹵代二苯醚的結(jié)構(gòu)、電荷分布及光譜 [J]. 姜龍,蔡嘯宇,張琛,鄒喬,李魚. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(11)
博士論文
[1]多溴聯(lián)苯醚及其衍生物的環(huán)境調(diào)查、致毒機(jī)制及其基于芳烴受體活性的健康風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D]. 蘇冠勇.南京大學(xué). 2013
[2]表面活性劑相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系及應(yīng)用[D]. 郭春偉.浙江大學(xué). 2012
[3]幾種雜環(huán)小分子電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理論研究[D]. 王會(huì)萍.吉林大學(xué). 2009
[4]藥物取代基參數(shù)的構(gòu)建及應(yīng)用[D]. 周原.重慶大學(xué). 2006
碩士論文
[1]有機(jī)太陽能電池中光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移的理論研究[D]. 豐艷婷.遼寧大學(xué). 2015
[2]苯基脲類除草劑激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)及光化學(xué)行為研究[D]. 吳秋霞.浙江理工大學(xué). 2015
[3]多溴聯(lián)苯醚理化性質(zhì)的定量構(gòu)效關(guān)系研究[D]. 李吉安.華僑大學(xué). 2014
[4]基于分子動(dòng)力學(xué)模擬與靶點(diǎn)預(yù)測技術(shù)的HO-/MeO-PBDEs內(nèi)分泌干擾效應(yīng)研究[D]. 王小享.南京大學(xué). 2014
[5]二惡英類污染物的高通量生物檢測技術(shù)研究及其在在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[D]. 夏潔.南京大學(xué). 2013
[6]高壓下D5h(1)-C90的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究[D]. 華星.吉林大學(xué). 2013
[7]基于密度泛函理論的多環(huán)芳烴分子結(jié)構(gòu)與光譜研究[D]. 鄒喬.華北電力大學(xué). 2013
[8]基于分式析因的重金屬與農(nóng)藥在沉積物上的競爭吸附機(jī)理[D]. 王檬.華北電力大學(xué). 2013
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