基于差示扫描量热法与正交投影潜在结构模型的五元芳香杂环化合物热危险性评估与预测

本研究针对含至少两个杂原子的五元芳香杂环化合物的热危险性评估难题，通过差示扫描量热法(DSC)系统测定热分解参数，结合正交投影潜在结构(OPLS)建模实现热力学行为预测。研究成果为反应性化学品的安全处理策略开发提供了关键数据支撑与预测工具。

　　

在医药和化工领域，五元芳香杂环化合物作为核心结构广泛存在于活性药物成分中，但其反应活性常伴随潜在热危险性。传统热风险评估方法存在实验周期长、预测精度不足等问题，特别是对于含多个杂原子的复杂体系。Lilly研究实验室的Han Xia团队在《Organic Preparations and Procedures International》发表的研究，通过创新性整合实验与计算技术，为这一领域提供了系统性解决方案。

研究采用差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)精确测定系列化合物的热分解起始温度(T_onset)和分解焓(ΔH_d)，并建立正交投影潜在结构(Orthogonal Projection to Latent Structures, OPLS)预测模型。样本来源于实验室合成的含N/O/S等杂原子的五元杂环化合物库。

【热力学参数测定】通过DSC获得不同升温速率下的热流曲线，量化各化合物的分解特征温度与能量释放特性，建立基准数据集。

【预测模型构建】采用OPLS算法将DSC数据与分子结构描述符关联，模型交叉验证R²>0.9，显著优于传统QSAR方法。

【应用验证】模型成功预测新型杂环化合物的热分解行为，误差范围±5%，证明其在高通量筛选中的实用性。

该研究首次实现五元杂环化合物热危险性的定量构效关系预测，其OPLS-DSC整合策略为反应性化学品风险评估树立新标准。模型可提前预警潜在热失控风险，指导工艺安全设计，对制药行业原料药生产具有重大应用价值。作者特别指出，该方法可扩展至其他杂环体系，为化学品全生命周期管理提供普适性解决方案。