表面活性劑相關系統(tǒng)的構效關系及應用.pdf

1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofDoctorofScienceStructure—PropertyRelationshipStudyofSurfactantSystemsandItsApplicationsByChunweiGuoDissertationSupervisor：ProfessorZhicaiShangDepartmentofChemistryZ

2、hejiangUniversityHangzhou，RRChinaOctober2011浙江大學博士學位論文學方法結合密度泛函理論(DFT)對孤立狀態(tài)中的非離子表面活性劑的單點能進行計算再結合已經(jīng)成功應用的拓撲和構造描述符進行相關性分析。下面對這些工作逐一加以概述：(1)非離子表面活性劑濁點的構效關系探討：非離子表面活性劑廣泛應用于日化、洗滌、紡織、生物大分子等領域中，尤其是近些年發(fā)展迅速的符合綠色化學(greenchemistry)N

3、念的新技術——濁點萃取(cloudpointextration)，即是非離子表面活性劑濁點行為應用的特例。本文采用CODESSA軟件計算描述符綜合研究了62個聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑濁點的定量構效關系并推廣至i]82個樣本。研究發(fā)現(xiàn)：①由親水基片段與由疏水基片段衍生的描述符所建立的MLR模型相當甚至更優(yōu)，說明非離子表面活性劑濁點行為甚至更多的是與親水部分的結構相關，打破了傳統(tǒng)建立非離子表面活性劑的構效關系一定要從疏水基中取得的描述符

4、的觀念；②非線性的機器學習方法一GP得到比MLR、PLS、SVM和LSSVM方法更加優(yōu)越的擬合能力及預測性能，說明包含了多種成分組合協(xié)方差函數(shù)的GP更適合處理樣本集中非離子表面活性劑濁點的線性和非線性混合依賴相關關系，最優(yōu)模型是由親水基片段衍生描述符擬合的GP模型，其，2和rD他d2值分別為0922和0962；③對于結構更加復雜的非離子雙子表面活性劑來說，發(fā)現(xiàn)非離子雙子表面活性劑比含相應碳原子數(shù)和聚氧乙烯醚單元數(shù)的單體濁點更低。(2)非

5、離子表面活性劑臨界膠束濃度的量子化學研究：本文基于DFT理論B3LYP基組水平，采用Gaussian03軟件包計算出77個非離子表面活性劑的單點能，經(jīng)量化計算得到分子總能量E、最高占有軌道能量EHoMo、最低空軌道能量ELUM0、二級偶極矩D、及二級偶極矩D在X、Y、z空間方向的分量等9個分子信息參數(shù)，再采用CODESSA軟件計算非離子表面活性劑疏水片段的KailHall零級指數(shù)(c—rda0)和疏水片段的二級平均分子信息指數(shù)(cAIC

6、2)兩個拓撲描述符，及相對氮原子數(shù)和氧原子數(shù)(RNNO)，然后對上述12個描述符進行逐步回歸分析建立MLR捐eA型。結果表明來自疏水部分的拓撲指數(shù)_cKH0和CAIC2，構造描述符RNNO以及由量化計算所得到的兩個描述符EHoMo和ELuMo共5個描述符是影響非離子表面活性劑臨界膠束濃度的主要因素，各影響因素的統(tǒng)計重要性依次為：cKH0cAIC2RNNOEHoMoELUMo。經(jīng)深入分析發(fā)現(xiàn)EHOMo和ELuMo與其它三個變量間存在多重共