咪唑类离子液体捕集CO_2性能的定量结构-性质相关性(QSPR)研究

CO_2是主要的温室气体,大量CO_2的存在严重影响着人类的生存环境和生态平衡,而咪唑型离子液体具有独特的气体溶解性,在CO_2的捕集分离中有很好的应用前景。基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理,研究了咪唑类离子液体捕集CO_2的性能与其结构参数之间的内在定量关系。应用遗传算法获得与捕集量最为密切相关的一组描述符作为输入参数,随后,分别采用多元线性回归算法及支持向量机结合粒子群优化算法建立了咪唑类离子液体捕集CO_2的性能与其描述符之间的线性和非线性模型。多元线性回归算法得出训练集和测试集的复相关系数分别为0.765和0.814,支持向量机算法得出训练集和测试集的复相关系数分别为0.987和0.933。对预测模型进行了评价验证以及稳定性分析,结果表明,2种模型具有良好的稳定性能和预测能力。

基于定量结构-性质相关性的烃类物质爆炸下限预测

基于定量结构-性质相关性(quantitative structure-property relationship,QSPR)原理,研究了烃类物质爆炸下限与其分子结构间的内在定量关系。根据分子结构计算用于反映分子各种结构信息的结构参数,应用遗传算法从大量结构参数中优化筛选出与爆炸下限最密切相关的一组结构参数作为分子描述符,分别采用支持向量机方法和多元线性回归方法对分子描述符数据与爆炸下限数据之间的内在定量关系进行模拟,建立了根据分子结构预测烃类物质爆炸下限的数学模型。对模型性能进行内部及外部验证,结果表明,2种模型爆炸下限的预测值与实验值均符合良好,在实验误差允许范围之内。支持向量机模型预测体积分数平均绝对误差为0.036%,均方根误差为0.046%,优于多元线性回归和已有方法所得结果。该方法的提出为工程上提供了一种预测烃类物质爆炸下限的新方法。

取代苯酚的定量结构-活性/性质相关性研究

在分子拓扑理论基础上,提出一个新的价连接性指数nG=∑(Ei·Ej-Ek…),其中0G=∑(Ei),1G=∑(Ei·Ei),并用0G,1G研究了取代苯酚(含Cl,Br,I,NH2,NO2,COOH,烷基,环烷基,苯基等)的溶解度,辛醇/水分配系数及对黑曲霉、浮萍、细胞色素P-450、酵母菌等的生物活性,给出了相关方程.结果表明,新方法计算简单,使用方便,预测值与相应的实验值较好吻合.

单烯烃分子结构有限元方法及定量结构-沸点相关性研究

按照有限元方法,将烯烃分子中的"C—C"单键和"C=C"双键当作两种不同的线性杆元处理,构建单烯烃分子的刚度矩阵,连同质量矩阵求解相应的特征方程,得到单烯烃分子的结构特征参量——固有频率,将其用于定量结构-沸点预测模型,对150个单烯烃分子的沸点实验测定值进行多元回归分析,结果表明,单烯烃分子结构与沸点性质间存在高相关性,说明该方法是合理可行的.

薄荷挥发性成分的定量结构-性质相关性

预测薄荷挥发性分子的保留指数和准确质量,以利用它们对分子进行有效的定性。在分子拓扑理论的基础上,应用AM1法得到65种薄荷挥发性成分的优势构象,计算得到Kier指数和E-State指数,基于多元回归分析获得了对薄荷挥发性成分的保留指数(RI)和准确质量(M)作出精确预测的定量结构-保留相关性模型。回归方程的相关系数分别为0.986和0.998。利用Jackknifed法检验了对保留指数预测模型的稳定性,检验的相关系数r基本也为0.986;另外对准确质量预测模型的稳定性和预测能力进行检测,预测值与实验值的相对平均误差为1.43%。两个模型均具有较好的稳定性、相关度和预测能力。

应用定量结构-性质相关性研究预测液态烃燃烧热

分别以基于Xu指数的原子类型AI指数和电性拓扑状态指数作为分子结构描述符表征80个液态烃的分子结构特征,并分别结合人工神经网络和多元线性回归方法,对这80个液态烃的燃烧热进行定量结构-性质相关性建模和预测研究.结果表明,基于Xu指数的原子类型AI指数能更好地表征液态烃物质的分子结构特征,且液态烃燃烧热与分子结构间的线性关系要强于非线性关系.所建立的最佳预测模型为基于Xu指数的原子类型AI指数多元线性回归模型,其模型复相关系数为0.999,对测试集的平均预测相对误差为0.637%,模型预测值与实验值具有较好的一致性.

苯硫酚衍生物的溶解性质的定量结构-性质相关(QSPR)研究

在高效液相色谱(HPLC)测定方法的基础上,采用摇瓶法,准确测得25℃时16个取代苯硫酚类化合物的水溶解度(-lgSw)和19个正辛醇/水分配系数(lgKow)数据.采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G**基组上全优化计算得到24个取代苯硫酚的结构参数和热力学参数,采用SPSS12.0 for windows程序,分别求得-lgSw和lgKow值与这些参数之间的相关方程,相关系数R2分别为0.958和0.946.用交叉验证法对方程的稳定性进行了验证(q2分别为0.925和0.930),并用t检验和变异膨胀因子(Variance Inflation Factors,VIF)对两个方程中各变量的显著性和自相关性进行了检验.结果表明:所建方程具有较强的预测能力,并用其预测了8个没有实验数据的取代苯硫酚的-lgSw值和5个lgKow值.

定量结构-性质相关原理在阴离子表面活性剂临界胶束浓度预测中的应用

利用定量结构 -性能相关 (QSPR)原理 ,建立起了 8类不同结构 ,计 40个阴离子表面活性剂临界胶束浓度(cmc)的定量模型 .所得到的最佳模型包括 :分子总能量 (ET)、分子生成热 (ΔHf)、分子偶极矩 (D)、前线分子轨道能量 (ELUMO,EHOMO)及憎水基 0级Kier&Hall指数 (KH0 ) ,计 6个描述符 ,复相关系数R2 =0 .9778.

部分PCDDF水溶解度的定量结构-性质关系

以量子化学PM3算法计算得到的 12个量子化学参数作为分子结构描述符 ,运用偏最小二乘分析 ,首次建立 2 3种PC DD F水溶解度 (logSW)的定量结构 性质关系模型 .PCDD F的SW 随着其分子量的增大而减小 ;随着其分子最低未占据轨道能 (Elumo)的增大而增大 ,推测PCDD

二噁英结构与正辛醇-水分配系数相关性的密度泛函理论

为精确描述二噁英分子的电子结构及其定量结构/性质相关关系(QSPRs),运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**水平上,分别对多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)进行了优化计算.相应量子化学参数,即平均分子极化率(α),熵(S),极化率和四极矩的张量分量(αxx,αyy,αzz和Qxx,Qyy,Qzz)用于该类化合物辛醇-水分配系数的QSPR研究,构建了2个单变量和1个双变量模型,其决定系数R2分别为0.962、0.950和0.951;其显著性检验因子F分别为509.759、379.498和186.234.PCDD/Fs在辛醇相-水相间的分配性质主要与分子体积因素有关,而电性因素的影响较小;不同模型预测值间的差异与模型中预测变量本身性质和实验值的有限性有关.经比较,本研究中所建立的3个QSPRs模型尽管只有1个或2个变量,但其结果与复杂的偏最小二乘分析(PLS)相近.

二噁英分子结构-水溶解度相关性密度泛函理论研究

运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**水平上,对多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)的电子结构进行了优化,相应量子化学参数,即平均分子极化率(α)、熵(S)、极化率和四极矩的张量分量(αxx、αyy、αzz和Qxx、Qyy、Qzz)等用于该类化合物水溶解度的定量结构-性质相关性(QSPR)研究;基于内部误差一致的实验值,成功建立了3个QSPRs,其决定系数分别为0.977、0.968和0.961;交叉验证相关系数分别为0.968、0.959和0.946.模型分析表明,水溶解度主要与分子体积有关,而分子间相互作用的影响较小;不同QSPRs预测值间的差异可能与模型中预测变量本身性质和可获取实验值的有限性有关.与新近发展的QSPR相比较,本研究模型性能均有提高,这可能与B3LYP/6-311G**精确计算电子性质和模型中引入四极矩张量分量有关.

氯代苯盐水溶液中盐效应常数的定量结构性质相关研究

基于量子化学和分子拓扑理论探讨了氯代苯盐水溶液中盐效应常数ks与氯代苯和盐结构之间的定量关系,给出了新的模型方程,它能表征定量结构关系。计算了氯代苯盐水溶液盐效应常数ks的值,并与各种理论值进行了比较,证实了新模型的计算值更接近实验值。

定量结构―活性相关性在药物空间结构研究中的应用

定量构效关系研究是目前国际上一个比较活跃的领域。定量结构―活性相关性(QSAR)在新药研制中的研究方法包括取代基多参数法(Hansch法)、比较分子力场分析法(CoMFA)等。QSAR在癌症、AIDS等药物研制方面取得良好的成果,为药物研究开拓了新的领域。构建癌症药物理想的QSAR模型,为设计活性更高的抗癌化合物提供了理论指导,QSAR在新药结构设计方面具有良好的研究前景。

邻苯二甲酸酯的正辛醇/水分配系数定量结构-性质关系

有机污染物的环境归趋主要由其分配性质决定,如正辛醇/水分配系数(K_(OW)).本文采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G^(**)的水平上对PAEs的结构进行优化振动分析,Gaussian输出的15种量子化学参数被用来对该类物质正辛醇/水分配系数(K_(OW))进行定量结构-性质关系(QSPR)研究.采用一种顺序方法:相关分析、主成分分析、多元线性回归和统计验证,建立了QSPR模型.结果表明,单个描述符(平均极化率α)在确定K_(OW)中起重要作用,显式函数关系式为lg K_(OW)=-3.468+0.041α,lg K_(OW)的值随着α的增大而线性增大.模型具有良好的拟合能力(R^2=0.99,RMSE=0.33)、稳健性(Q^2_(LOO)=0.97,Q^2_(BOOT)=0.98)和预测能力(Q^2_(ext)=0.98),可利用该模型对其他PAEs分子的lg K_(OW)进行预测.

一种用于研究饱和链烃类化合物的结构/性质相关性的新的拓扑指数

基于距离矩阵,结合分子中各原子的支化度,构建一种新的拓扑指数Hz,并将它用于研究饱和链烃类化合物的性质,获得了比较满意的结果,与其它已有的拓扑相指数比较,Hz具有良好的结构选择性和相关性.

基于定量结构-性质关系预测含水二元共沸物的共沸温度与组成

以125种含水二元共沸物为研究对象,基于定量结构-性质关系,对该类共沸物在常压下的共沸温度及组成进行了预测研究,分别建立了多个预测模型。首先,利用HyperChem 8.0软件绘制了纯组分的三维分子结构,并利用分子力学方法和量子力学半经验方法对分子结构进行优化;然后,利用Materials Studio 8.0软件计算纯物质的分子描述符;其次,利用遗传算法分别筛选出与共沸温度及组成最为密切的特征描述符;再运用多元线性回归方法建立了6个共沸温度预测模型及5个共沸组成预测模型,并对模型的稳定性、拟合能力和预测能力进行对比分析;最后,对最适宜模型分别进行内部验证、外部验证、应用域分析、与文献中同类模型及UNIFAC基团贡献法进行对比。结果表明:最适宜共沸温度/组成预测模型分别是利用8/5个特征描述符所建立的模型;其复相关系数,调整复相关系数,均方根误差,平均绝对误差,留一法交叉验证系数和外部验证系数分别为0.9606/0.9970、0.9572/0.9969、2.9400/0.0161、1.8900/0.0104、0.9475/0.9957和0.9439/0.9976,且模型的稳定性、预测能力和泛化能力均优同类模型。

苯酚类化合物光解量子产率与结构性质的定量关系

采用量子化学PM3算法计算得到的苯酚类化合物的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法,建立了能预测苯酚类化合物光解量子产率(Y)的定量结构-性质关系(QSPR)模型.影响苯酚类化合物光解量子产率的主要因素是分子最高占据轨道能(Ehomo)和分子生成热(HOF),logY值随着Ehomo的增大而增大,随着HOF的增大而减小.分子的电负性和(Elumo-Ehomo)2对logY值也有一定的影响,电负性和(Elumo-Ehomo)2较小的分子,其logY值也较大.

一组简单有效的分子拓扑指数与链烷烃理化性质的相关性研究

基于分子拓扑学理论,给出了一组可根据链烷烃名称极易获取的分子拓扑指数(N,Pi,Sj),并对链烷烃的色谱保留指数、标准生成焓、标准熵、标准生成自由能以及在200C时链烷烃的摩尔体积、蒸发热、摩尔折光率七种理化性质进行定量结构-相关性研究,得多元线性回归方程.研究结果表明,本文给出的拓扑指数简单易得,应用面广,与链烷烃具有优良的性质相关性和较高的结构选择性.

多氯代二苯并呋喃的lgK_(OW)与结构信息连接性指数的相关性研究

在Rand ic分子连接性拓扑指数mX基础上,根据分子中成键原子i的结构特征和所处的化学环境,提出了新的计算顶点原子价点价iTδ方法,以iTδ为基础构建了一个新的能表征含有杂原子分子结构信息的价连接性指数mTt.用2T与50个多氯代二苯并呋喃分子和二苯并呋喃的lgKOW关联,拟合的回归方程的相关系数为0.9918,且新模型物理意义明确,计算简便,对不同类型有机物的理化活性具有较好的估算和预测能力,计算值与实验值之间能很好地吻合.

邻苯二甲酸酯类化合物正辛醇-水分配系数的QSPR研究

采用PM3算法计算邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法建立了PAEs的正辛醇-水分配系数(KOW)的定量结构-性质相关(QSPR)模型.模型的结果表明,用量子化学参数建立的QSPR模型相关性显著,具有较好的稳健性和预测能力,因此,利用该模型可对其他PAEs分子的lgKOW值进行初步预测.模型的结果表明,影响lgKOW的主要量子化学参数是分子总能量TE、相对分子质量Mr、平均分子极化率α和分子生成热ΔHf.lgKOW随着Mr和α的增大而增大,随着TE和ΔHf的增大而减小.