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有机污染物的植物角质层-水分配系数(Kcw)对评价其植物累积和潜在风险具有重要意义。由于有机污染物和植物的种类繁多,采用实验方法逐一测定其Kcw耗时且成本高昂,目前为止,仅数百种化合物具有logKcw实测值。因此,有必要发展预测logKcw值的方法。本研究收集了 125种化合物经多种植物测定的279个logKcw实测值,采用多元线性回归(MLR)统计方法,构建了预测logKcw值的定量结构-活性关系(QSAR)模型。(1)基于125种化合物的279个logKcw值及其Abraham描述符,构建了预测化合物logKcw的多参数线性自由能关系(pp-LFER)模型,并定量评价了化合物在角质层与水相分配时各相互作用对总分配的贡献。所构建的pp-LFER模型具有良好的拟合度(Rdj,tra=0.93,RMSEtra=0.52)、稳健性(QOOT2=0.92)和预测能力(Q2xt=0.94)。模型可用于预测含有-OH,-COOH,-NO2,>C=O,-X(Cl,F,I),-O-,-CH3,-CH2CH3,-NH2,-NH-,>C=C<,-CHO,-S-,-S(O)(O)—,-CN,>N-C(O)-NH2,-O-C(O)-NH-,-C(O)OCH3,>N-NO2,>N-C(O)OCH2CH3和-OCH2COOH官能团化合物的logKcw值。化合物在植物角质层和水之间分配的各相互作用对总分配的贡献表明,分散和疏水相互作用(vV)是影响化合物分配的最主要的驱动力(平均相对贡献率为56%),对化合物分配进入植物角质层起正贡献;氢键受体能力(bB)对化合物分配进入角质层起负贡献(平均相对贡献率为18%)。此外,n/π电子对相互作用(eE)对含有苯环(贡献率介于13～31%)、双键(9～17%)或含氮杂环(9～17%)化合物在植物角质层上的分配起正贡献。(2)采用量子化学描述符构建了预测化合物logKcw的理论线性溶解能关系(TLSER)模型。所构建的模型具有良好的拟合度(Rdj,tra2=0.77,RMSEtra=0.99)、稳健性(QBOOT2=0.76)和预测能力(Q2xt=0.71)。模型可用于预测多种类化合物的logKcw值,包括多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、农药、烷基苯、氯苯、硝基苯、酚类、烷烃、环烷烃、卤代烷烃、烯烃、醇类、醋类、腈类、酮类和弹药型化合物。模型结果表明,化合物在植物角质层与水之间的分配受McGowan分子体积(Vx)、分子偶极矩(μ)、最正的氢原子电荷(q+)和化学硬度(η)的影响,其中,Vx是影响logKcw值最主要的因素。