表面活性劑相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系及應(yīng)用.pdf

1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofDoctorofScienceStructure—PropertyRelationshipStudyofSurfactantSystemsandItsApplicationsByChunweiGuoDissertationSupervisor：ProfessorZhicaiShangDepartmentofChemistryZ

2、hejiangUniversityHangzhou，RRChinaOctober2011浙江大學(xué)博士學(xué)位論文學(xué)方法結(jié)合密度泛函理論(DFT)對(duì)孤立狀態(tài)中的非離子表面活性劑的單點(diǎn)能進(jìn)行計(jì)算再結(jié)合已經(jīng)成功應(yīng)用的拓?fù)浜蜆?gòu)造描述符進(jìn)行相關(guān)性分析。下面對(duì)這些工作逐一加以概述：(1)非離子表面活性劑濁點(diǎn)的構(gòu)效關(guān)系探討：非離子表面活性劑廣泛應(yīng)用于日化、洗滌、紡織、生物大分子等領(lǐng)域中，尤其是近些年發(fā)展迅速的符合綠色化學(xué)(greenchemistry)N

3、念的新技術(shù)——濁點(diǎn)萃取(cloudpointextration)，即是非離子表面活性劑濁點(diǎn)行為應(yīng)用的特例。本文采用CODESSA軟件計(jì)算描述符綜合研究了62個(gè)聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑濁點(diǎn)的定量構(gòu)效關(guān)系并推廣至i]82個(gè)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(dāng)甚至更優(yōu)，說明非離子表面活性劑濁點(diǎn)行為甚至更多的是與親水部分的結(jié)構(gòu)相關(guān)，打破了傳統(tǒng)建立非離子表面活性劑的構(gòu)效關(guān)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(jī)器學(xué)習(xí)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(yù)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(diǎn)的線性和非線性混合依賴相關(guān)關(guān)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(duì)于結(jié)構(gòu)更加復(fù)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(yīng)碳原子數(shù)和聚氧乙烯醚單元數(shù)的單體濁點(diǎn)更低。(2)非

5、離子表面活性劑臨界膠束濃度的量子化學(xué)研究：本文基于DFT理論B3LYP基組水平，采用Gaussian03軟件包計(jì)算出77個(gè)非離子表面活性劑的單點(diǎn)能，經(jīng)量化計(jì)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(jí)偶極矩D、及二級(jí)偶極矩D在X、Y、z空間方向的分量等9個(gè)分子信息參數(shù)，再采用CODESSA軟件計(jì)算非離子表面活性劑疏水片段的KailHall零級(jí)指數(shù)(c—rda0)和疏水片段的二級(jí)平均分子信息指數(shù)(cAIC

6、2)兩個(gè)拓?fù)涿枋龇?，及相?duì)氮原子數(shù)和氧原子數(shù)(RNNO)，然后對(duì)上述12個(gè)描述符進(jìn)行逐步回歸分析建立MLR捐eA型。結(jié)果表明來自疏水部分的拓?fù)渲笖?shù)_cKH0和CAIC2，構(gòu)造描述符RNNO以及由量化計(jì)算所得到的兩個(gè)描述符EHoMo和ELuMo共5個(gè)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(jì)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(gè)變量間存在多重共