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第五章 結果與討論

5.4 QSAR 模式之建立

5.4.3 反應性參數及其他參數

以反應性參數為主,疏水性參數及親電性參數為輔,對丙烯酸酯進行多重線 性迴歸如 Table 5.4.2~Table 5.4.4 所示,分別為 FY、DO 及 GR 三反應終點之迴 歸結果,三者回歸之結果皆相似。Table 5.4.2~Table 5.4.4 之編號 1 及 4 分別以反 應性參數 log kGSH及-log RC50迴歸,迴歸之結果雷同,但大部分之甲基丙烯酸酯 類於飽和溶解度下未達 RC50,故-log RC50之樣本數僅八筆,此二參數與毒性皆有

Table 5.4.2 Multiple linear regression for (meth)acrylates based on FY

參數 n r2(adj) Q2 s F Outlier

1 log kGSH 15 0.707 0.640 0.560 37.7 -

13 0.805 0.758 0.410 50.5 Hexy acrylate Benzyl methacrylate 2 log kGSH

+log kOW

15 0.895 0.835 0.335 60.5 -

14 0.935 0.923 0.266 94.3 2-Hydroxyethyl acrylate 3

log kGSH +log kOW

+ELUMO

15 0.928 0.890 0.278 60.9 - 4 log (1/RC50) 8 0.689 0.522 0.582 16.5 -

7 0.871 0.683 0.333 41.5 Hexy acrylate 5 Cα 15 0.521 0.425 0.715 16.3 -

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Table 5.4.3 Multiple linear regression for (meth)acrylates based on DO

參數 n r2(adj) Q2 s F Outlier

Table 5.4.4 Multiple linear regression for (meth)acrylates based on GR

參數 n r2(adj) Q2 s F Outlier

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一定程度之相關性及預測能力,而根據章節 5.3 之討論,丙烯酸酯對月芽藻之毒 性,疏水性及反應性為主要之貢獻,log kOW越大疏水性影響毒性之程度越大,相 對地反應性之影響程度則降低,疏水性與反應性對毒性之影響有相互消長、補足 之特性,若單以反應性參數迴歸,疏水性為主要毒性影響(高 log kOW)之化合物 則會造成干擾,故將 log kOW最大之化合物 Hexyl acrylate 及 Benzyl methacrylate 移除(log kOW分別為 3.18 及 2.98),迴歸結果皆有提升。

將 log kOW加入迴歸如表中之編號 2,相關性、預測能力及模式之顯著性皆提 升、誤差降低,由此可證明此二參數對預測毒性上之互補性,此模式於丙烯酸酯 毒性之預估上具有好的效力。雖反應性與疏水性相互補足,但當此值太小(如反 應性為主要影響之 2-Hydroxyethyl acrylate,其 log kOW為-0.25),疏水性對模式建 立之影響反而大於反應性,因此將 log kOW為負值之 2-Hydroxyethyl acrylate 當作 Outlier,使模式誤差降低、相關性、預測能力及模式之顯著性皆明顯提升,此模 式對 log kOW為 0.94~3.18 之丙烯酸酯有良好之預測能力。

將親電性參數 ELUMO加入編號 2 之迴歸(未移除 Outlier),回歸結果如 Table 5.4.2~Table 5.4.4 之編號 3 所示,僅於 GR 之顯著性下降外,其餘迴歸結果皆有 小幅度之提升,但較編號 2 移除 Outlier 後之迴歸結果差。

Table 5.4.2~Table 5.4.4 中之編號 5 以 Cα為參數,其迴歸結果以反應終點 FY 最佳,但皆較反應性參數 log kGSH及 log (1/RC50)差,雖迴歸結果不好,但仍能以 Figure 5.4.1 親電性參數 Cα與毒性(FY)及反應性之相關圖,觀察到甲基取代於 α 碳上,對 α 碳上之部分電荷值、反應性及毒性皆具有相當程度之影響。

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Figure 5.4.1 Correlations between Cα, reactivity and toxicity based on FY

由各參數之迴歸結果顯示,甲基丙烯酸酯類屬麻醉性物質(除了側鏈具雙鍵、

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log (1/ EC50,DO ) = 0.885 log kGSH + 0.565 log kOW − 0.050

n = 15, r2 = 0.902, r2(adj) = 0.885, Q2 = 0.823, s = 0.337, F = 55.0 (5.7) log (1/ EC50,FY ) = 0.933 log kGSH + 0.512 log kOW + 0.284

n = 15, r2 = 0.910, r2(adj) = 0.895, Q2 = 0.835, s = 0.335, F = 60.5 (5.8) log (1/EC50,GR) = 0.847 log kGSH + 0.473 log kOW + 0.025

n = 15, r2 = 0.902, r2(adj) = 0.885, Q2 = 0.832, s = 0.319, F = 55.1 (5.9)

去除 Outler(log kOW為-0.25 之 2-Hydroxyethyl acrylate )後之結果如(5.10)~(5.12)

log (1/ EC50,DO ) = 0.851 log kGSH + 0.711 log kOW − 0.370

n = 14, r2 = 0.938, r2(adj) = 0.926, Q2 = 0.903, s = 0.275, F = 82.5 (5.10) log (1/ EC50,FY ) = 0.898 log kGSH + 0.664 log kOW − 0.048

n = 14, r2 = 0.945, r2(adj) = 0.935, Q2 = 0.923, s = 0.266, F = 94.3 (5.11) log (1/EC50,GR) = 0.819 log kGSH + 0.593 log kOW − 0.236

n = 14, r2 = 0.927, r2(adj) = 0.914, Q2 = 0.879, s = 0.281, F = 69.8 (5.12)

(2) 反應性參數 log kGSH + 疏水性參數 log kOW + 親電性參數 ELUMO

log (1/ EC50,DO ) = 0.859 log kGSH + 0.628 log kOW – 3.97 ELUMO + 0.726

n = 15, r2 = 0.943, r2(adj) = 0.927, Q2 = 0.885, s = 0.268, F = 60.6 (5.13) log (1/ EC50,FY ) = 0.909 log kGSH + 0.571 log kOW – 3.71 ELUMO + 1.01

n = 15, r2 = 0.943, r2(adj) = 0.928, Q2 = 0.890, s = 0.278, F =60.9 (5.14) log (1/EC50,GR) = 0.827 log kGSH + 0.523 log kOW – 3.14 ELUMO + 0.638

n = 15, r2 = 0.931, r2(adj) = 0.912, Q2 = 0.860, s = 0.280, F = 49.1 (5.15)

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