《有机物结构活性估算软件EPISuite应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机物结构活性估算软件EPISuite应用.doc（3页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2环01境2保-护10-27#江#2西0能1源2-120006-(24)7#2#0#12-10-27#7#9#有机物结构 - 活性估算软件 EPI Suite 应用曹炳伟1 付忠诚2(1 、江西省环境保护科学研究院 2 、江西省环境监察局 南昌 330029)摘 要 :美国国家环保局推行的免费软件 EPI Suite 能够根据结构 - 活性的关系估算有机物的多种性质和活性参数 ,在环境化学研究中用于模拟计算分配过程 、生物降解 、光解和水解等反应速率常数有很大帮助 。关键词 : EPI Suite ;有机物 ;环境化学 ;性质 ;估算1005 - 7676 (2006) 04 - 0079 -
2、 02中图分类号 : TP 31文献标识码 :B文章编号 :EPI( Estimation Programs Interface) Suite 是由美国国家环保局 (U. S. PEA ) 与 美 国 SRC 公 司 ( Syracuse Research Co rpora2 tion) 联合开发的软件 。这套软件包括了 11 个独立的有机物 性质估算软件和 1 个外壳软件 , 可以对生物降解 、光降解及 水解反应速率常数 、logKow、BCF、亨利常数 、熔沸点 、饱和蒸气 压 、Koc 及毒性指标等性质参数进行估算 。EPI Suite 还集成了 加拿大多伦多大学的 Mackay 提出的
3、第三级 (Level ) 逸度算 法 ( Fugacity Approach) 多介质模型 ,用于估算化合物在各环境 介质中的分布百分数 , 进而计算各介质中的半衰期 。软件支 持批处理 , 可以自动顺序处理多个物质 1 , 在环境化学研究中受到关注 2 。本文简单的对 EPI Suite 软件及其在环境内分泌干扰物双酚 A 的化学性质估算应用进行说明 ,有益于读者 相关研究和学习中选择应用 。和其它很多软件一样 , EPI Suite 有在 Windows 、Unix 、Linux 等不同操作系统的版本 , 本文的操作是在 Windows 界面下完 成的 , 所 用 版 本 为 EPI V3
4、. 12 。EPI Suite 的 安 装 很 简 单 , 在 Win95/ 98/ 2000/ XP 等版本下都可以进行安装 , 所需硬盘空间 亦很小几十兆即可 ,可以去其主页下载安装软件然后根据提 示进行安装 。EPI Suite 运行的界面如图 1 所示 。图 1 EPI Suite 的运行界面EPI Suite 使 用 SMIL ES ( Simplified molecular input line entryspecification) 即简化分子线性输入规范作为输入语言 , 是一种 用 ASCII 字符串明确描述分子结构的规范 。SMIL ES 字符串可 以被大多数分子编辑软件导
5、入并转换成二维图形或分子的三 维模型 。SMIL ES 由 David Weininger 于 20 世纪 80 年代晚期开 发 ,并由其他人 ,尤其是日光化学信息系统有限公司 (Daylight Chemical Information Systems Inc . ) ,修改和扩展 。其输入法则与 国际纯粹与应用化学联合会 ( IUPAC) 推荐的 InChI ( IUPAC In2Identifier) 线 形 记 法 相 似 但 又 不 尽 相 同 。ternational ChemicalSMIL ES 分为 典 型 SMIL ES 和 异 构 SMIL ES 两 种 。SMIL ES
6、 输 入法主要遵循以下几个原则 。典型 SMIL ES : 原子用在方括号内的化学元素符号表示 。 例如 Au 表示“金”,氢氧根离子是 OH - 。有机物中的 C、N 、 O 、P、S、Br 、Cl 、I 等原子可以省略方括号 ,其他元素必须包括在 方括号之内 。氢原子常被省略 。对于省略了方括号的原子 ,用氢原子2012-10-27#2012-10-27#2#0#12-10-27#201820-10-27#江2西01能2源-1020-062(47) #2#0#1#2-10-27#环#境#保#护#下面以双酚 A (Bisphenol A) 为例介绍一下 EPI Suite 的使用 。如果知道
7、双酚 A 的 SMIL ES 式就可以直接在 Enter SMIL ES 一栏中 输入 , 如 果 不 知 道 可 以 先 在 Chem Name 一 栏 下 方 点 击 NameLookup ,然后在出现的对话框中输入其英文名字 Bisphenol A ,点击 OK 按钮 ,会出现另外一个对话框 。此条会被蓝 色 点 亮 ,名字后面的一项是其对应的 CAS Number ,再点击 OK 键就 会返 回 到 主 页 面 , 此 时 Enter SMIL ES 一 栏 中 就 会 有 它 的 SMIL ES 式 。在计算前可以现在菜单栏中 Output 一项中对输出 结果进行设置然后点击 CAL
8、CULATE ,系统就自动运行输出结 果 。输出结果有两个窗口 : 一个是 Structure 窗口 ,另外一个是 EPI Results 窗口 。在 Structure 窗口里面会显示输入物质的分子 结构图 、分 子 量 、分 子 式 、CAS Number 及 其 英 文 名 字 。在 EPI Results 窗口中就是输入物质的各种参数的估算值 。结果的输 出和编辑都可以在此窗口中进行 , 窗口界面如图 3 所示 。默 认的保存路径是到安装文件夹中 ,当然可以对其进行修改 。在 Structure 窗口中只有双酚 A 的分子结构图 、分子量 、分 子式 、CAS Number 及其英文名
9、字五项 ,结果比较简单 ,下面主 要对 EPI Results 窗口进行说明 。在虚线上面的一块就是双酚 A 的 SMIL ES 式 、英文名字 、CAS Number 、分子式及其分子量的 输出结果 。Physical Property Inputs 一项中主要是在计算前对要 计算的物质性质限制 。输出的第一项结果是 logKow , 在结果中补足价数 。例如 ,水的 SMIL ES 就是 O ,乙醇是 CCO 。双键用“ = ”表示 ;三键用“ # ”表示 。含有双键的二氧化 碳则表示为 O = C = O ,含有三键的氰化氢表示为 C # N 。如果结构中有环 ,则要打开 。断开处的两个
10、原子用同 一个数字标记 ,表示原子间有键相连 。环己烷 ( C6 H12 ) 表示为 C1CCCCC1 。需要注意 ,标志应该是数字 ( 在此例中为 1) 而不 是“C1”这个组合 。扩展的表示是 ( C1) - ( C) - ( C) - ( C) - ( C)- ( C) - 1 而不是 ( C1) - ( C) - ( C) - ( C) - ( C) - ( C) - ( C1) 。 芳环中的 C、O 、S、N 原子分别用用小写字母 c 、o 、s 、n 表示 。碳链上的分支用圆括号表示 。比如丙酸表示为 CCC( = O) O ,FC ( F) F 或者 C ( F) ( F) F
11、表示三氟甲烷 。异构 SMIL ES :异构 SMIL ES 是指扩展的 ,可以表示同位素 、 手性和双键结构的 SMIL ES 版本 。它的一个显著特征是可以 精确的说明局部手性 。双键两侧的结构分别用符号/ 和 表 示 ,例如 ,Cl/ C = C/ Cl 表示反二氯乙烯 ,它的两个氯原子位于 双键的两侧 ,如图 2 (a) 。而 Cl/ C = C Cl 表示 ,它的两个氯原 子位于双键的同一侧 ,如图 2 ( b) 。ClHClClCCCCHClHH图 2 (a) 反二氯乙烯 ( b) 顺二氯乙烯图 3 结果输出窗口首先的一行是软件估算值 ,下面一行是在其数据库中的试验值 ,最后一行是
12、试验值的文献来源 。在后面的熔沸点 、BCF、亨 利常数等项中其结果的输出格式和 logKow 的计算输出模式是 一样的 。基本的操作就如上文所示 ,更多的运用还需要使用者在 实践中慢慢体会 。需要指出的是这里的参数值都是估算值 ,可以对我们的科学研究进行指导 。但是 ,如果与实际试验数值不一致应以试验值为准 。参考文献 1 Estimation Program Interface ( EPI) Suite . http :/ / www. epa . gov/ oppt/ ex2posure/ docs/ episuite . htm 2 黄俊 ,余刚等 ,中国持久性有机污染物嫌疑物质的计算
13、机辅助筛选 研究J . 环境污染与防治 ,2003 ,25 (1) :16 - 192012-10-27#2012-10-27#2#0#1#2-10-27#20file1:/2/C-|/U1se0rs-/A2dm7in#ist#rat#or/#De#sk#to#p/新#建文本#文#档#.t#xt#2012-10-27#2012-10-27#涵盖各行业最丰富完备的资料文献，最前瞻权威的行业动态，是专业人士的不二选择。20file1:/2/C-|/U1se0rs-/A2dm7in#ist#rat#or/#De#sk#to#p/新#建文本#文#档#.t#xt2#01#2/#8/2#6 212:0191:582-10-27#2012-10-27#
