氯喹酸酯类除草剂构效关系及活性研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文氯喹酸酯类除草剂构效关系及活性研究姓名：彭婷婷申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：杨蕾20050601堕尘鎏：：些查兰!；兰塑：；茎竺堡耋摘要氯喹酸(3，7．二氯喹啉．8一羧酸)是德国BASF公司80年代开发出的一种超高效低毒的除草剂，对水稻稗草有奇效，但此化合物侧链的羧基对植物作用不温和，对土壤也有不利影响，而其衍生物中不乏有作用温和而仍具高效的化合物，本课题利用化合物的结构与活性关系(QSAR)，建立氯喹酸酯类化合物的QSAR模型，通过对模型进行数据分析，预测出优化的氯喹酸衍生物。首先采用Hammett电性参数、logP疏水性参数、M

2、R立体参数、量子化学参数以及新型点价自相关拓扑指数ABCD为输入变量，以半数致死率为输出变量，用多元线性回归分析方法构建氯喹酸酯类化合物QSAR模型，对模型进行分析后，得出最佳氯喹酸酯类衍生物应为侧链含3～5个碳的直链取代基，并最好含有双键，同时此衍生物的，D譬P值应接近3．89的结论，经计算分析认为氯喹酸烯丙酯为符合条件的氯喹酸衍生物之一。其次，由于化合物的结构和活性间并不具严格的线性关系，所以又采用非线性方法建模，即人工神经网络(BP．ANN)法。但BP．ANN法存在收敛速度慢、局部极小值问题，因此在ANN中引入遗传算法(GA)，采用GA对网络权值进行编码，将权值的

3、学习过程转化为GA和BP．ANN共同学习进化的过程，通过对比误差发现，该方法很好地克服了BP算法存在的问题，提高了网络的训练速度和学习精度。建模后通过比较误差证实，非线性方法优于线性方法。最后根据前面预测的结果，合成了氯喹酸烯丙酯，采用玉米根长法为生测手段，利用玉米为生物活性的指示生物、玉米根长为评价指标，对氯喹酸烯丙酯进行一系列药性分析，包括安全性、降解性等，得出氯喹酸烯丙酯的药效与氯喹酸相近、安全性较高的结论，所以预测的氯喹酸烯丙酯具有一定的开发价值，可以作为潜在的新型除草剂继续研究。关键词定量构效关系：氯喹酸烯丙酯；拓扑指数；人工神经网络：生物测定方法堕尘堡三些查

4、兰三兰堡：!耋堡篁兰AbstractQuincloracisagoodweedicidewithhighactivity，whichwasdevelopedbyBASFin80s．ButitsactivityiSnotmildanddisadvantageousforfield．ThereiSnolackofmildandactiveonesamongitsramifications．ThispapersetupQuantitativeStructure—ActivityRelationships(QSAR)equationaboutquincloracanditses

5、tersandthenpredictedaquincloracramificationwithhighactivityandlowtoxicity．TosetupQSARequations：first，Hammettparameter,logP,MRparameter，quantumchemicalparametersandanewgroupsofautocorrelationtopologicalindexesABCDwereadoptedasinputvariables，andadoptedhalfterminalrateasoutputvariable．Byana

6、lyzingthemodel，itwasresultedthatramificationsshouldcontainsubstituentsgroupsof3-5straightcarbonchain，andlogPshouldbecloseto3．89．Ifcontainingdoublebond．theresultisbetter．So，quincloracallylesterwasabetteroneaccordedwiththeseaboveconditions．ThispaperalsoadoptedBackPropagationAlgorithm·-Arti

7、ficialNeuralNetwork(BP—ANN、tosetupmodel．Theprocesswasastudyprocessofjointweight．Usually,errorgradsdescendmethodwasusedtoadjustweight．Becauseofslowconvergencepaceandlocalteenyvalue，GeneticAlgorithm(GA)wasintroducedtoANN．GAwasadoptedtocodenetworkweight．So．theprocesswaschang