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针对进出口化学品检验监管中广泛关注的化学品毒理学安全信息,选取商品化程度高的芳香族化合物、醇类、胺类和特定的酰胺类等具有典型代表性的有机化合物为研究对象,对包括环境毒性和皮肤渗透性参数等开展非动物试验预测应用研究。分别采用基团贡献法、比较分子场分析法（CoMFA）、比较分子相似性分析法（CoMSIA）和分子全息结构关系法（HQSAR）等二维和三维定量结构-活性关系方法建立多种有机化合物结构-活性关系模型。具体内容如下:1、采用改进基团贡献法构建有机化合物水生毒性的二维定量结构-活性关系（2D-QSAR）模型。一方面,基于UNIFAC基团贡献法,先后引入辛醇/水分配系数和结构校正因子来提高模型准确度,建立有机化合物对Pimephales promelas水生毒性LC50结构-活性关系,训练集绝对误差AE=0.346,相对误差RE=37.3%,相关系数r2=0.946,测试集为AE=0.217,相对误差RE=21.8%,相关系数r2=0.886;另一方面,基于UNIFAC基团贡献法,引入物理化学性能参数作为分子描述符,选取824种有机化合物对Tetrahymena pyriformis水生抑制毒性IGC50作为目标活性,建立MLR、PLS和ANN预测模型,结果发现,增加了物理化学性质参数的ANN模型具有更广泛的适用性,预测模型的相关系数由初始的0.942提高至0.965,MSE从0.113降为0.071。2、采用CoMFA法和CoMSIA法建立19种N取代氟乙酰胺小鼠急性毒性LD50的三维定量结构-活性关系（3D-QSAR）模型。CoMFA法得到的交叉验证系数Q2为0.563,非交叉验证系数R2为0.992,活性主要由立体场决定;在不同场组合的CoMSIA模型中,立体场和疏水场的贡献最大,而静电场的贡献最小,单独采用立体场的CoMSIA模型预测能力最强,Q2为0.767。3、以苯胺类混合物作为研究对象,通过动物试验获取结构相近二元混合体系联合毒性值,并采用毒性单位法（M）、相加指数（AI）法和混合毒性指数（MTI）法对联合毒性进行评价,建立了MTI与二元混合体系浓度关系模型,由邻甲基苯胺和对甲基苯胺、以及苯胺和2,4-二甲苯胺组成的二元混合体系获得了较好的拟合效果（R2>0.9）。4、针对82种常见皮肤接触有机化合物,以电性能、拓扑和量子化参数等作为描述符,利用K-均值聚类将原始数据进行分类,分别采用建立QSPR的MLR和PLS预测模型,模型R2pred分别为0.878和0.892;利用HQSAR研究44种化合物基于弗兰兹细胞的皮肤渗透性的定量-构效关系,确定化学键类型及氢键供体和受体为主要影响因素,由这两个因素得到的模型Q2为0.682,SEEcv为0.536;非交叉验证关系系数平方R2为0.950,SEE为0.213。