分子连接性指数与烯、炔烃热力学性质的QSPR研究

在分子拓扑理论基础上,针对不饱和键,提出一个计算有机物分子中成键原子δzi 的新方法,以此建构了一个新的分子连接性指数mχz,用其中的0χz 及碳原子数N 与50 个烯烃、21 个炔烃的热力学性质-ΔrH m (g), S m (g),ΔrG m (g)关联,相关系数分别为0 998 8, 0 999 6, 0 993 0和0 999 98, 0 999 93, 0 999 7.取得满意的结果,为预测同类化合物的热力学性质提供了一种有效方法.

化合物分子的QSAR/QSPR研究

对化合物的定量结构＿活性 性质相关(QSAR QSPR)进行相关描述,重点介绍了QSAR QSPR研究的特点,并对化合物分子的QSAR QSPR的相关研究发展作了展望.

一个新的分子电性距离矢量(MEDV)

有机化合物通常由电性各异的碳、氢、氧、氮、硫等元素以共价键相互连接而成.我们提出一个称为分子电性距离矢量(简称MEDV)的新描述子来表征有机分子结构.以含有环、饱和与不饱和键及碳氧氮等元素的色氨酸分子为例,说明构建MEDV的基本方法.开发设计了计算有机分子MEDV的True BASIC语言程序.不借用其他任何描述子,仅用MEDV建立了烷、醇、多环芳烃等多种有机化合物包括沸点、密度、保留指数等多种性质的定量结构-性质相关(QSPR)模型,相关系数均达0.98以上.

用均根拓扑指数与路径数预测链烷烃的沸点和热力学性质

以距离矩阵为基础 ,建构调和均根拓扑指数 (K) ,以表征链烷烃分子的大小和分支情况 .85种链烷烃的沸点 (Tb)、标准生成焓 (ΔfHθm)、标准熵 (Sθm)、标准生成自由能 (ΔfGθm)与K及路径数 (P2 ,P3 )的回归方程为 :ln( 793 -Tb) =6 483 46-0 10 0 92K +0 0 0 13 1P2 -0 0 1110P3 ,R =0 9996;-ΔfHθm =62 664 +2 5 3 3 1K +6 5 97P2 -0 678P3 ,R =0 9984;Sθm=170 691+67 42 5K -4 712P2 +5 2 5 1P3 ,R =0 9989;ΔfGθm=-4 5 677+10 0 60K +0 5 5 5P2 +2 3 42P3 ,R =0 993 5 .它们的计算值与相应实验值都非常吻合 .结果表明 ,K对链烷烃具有良好的结构选择性和性质相关性 .

应用电性拓扑状态指数预测烷烃自燃点

建立了一个基于人工神经网络的定量结构-性质相关性模型,用于52种烷烃化合物自燃点的预测研究。应用原子类型电性拓扑状态指数作为表征分子结构特征的描述符。该指数既能表征分子的电子特性,又反映其拓扑特征,同时易于计算,并有较强的同分异构体区分能力。采用误差反向传播(BP)神经网络方法对烷烃自燃点与电性拓扑状态指数间可能存在的非线性关系进行拟合。将52种烷烃样本随机划分为训练集(30种)、验证集(8种)和测试集(14种),并通过"试差法"确定网络的最优参数。运用最佳网络结构[6-4-1]对实验样本进行模拟,结果表明,多数样本的自燃点预测值与实验值符合良好,对于测试集,平均预测绝对误差为8.4℃,均方根误差为11.8,优于多元线性回归方法和传统基团贡献法所得结果。该方法的提出为工程上提供了一种根据分子结构预测有机物自燃点的有效方法。

吸热型碳氢燃料的核磁共振和色谱/质谱分析及热力学性质

测定两种吸热型碳氢燃料的1H和13 CNMR谱 ,从NMR等实验数据计算得到平均分子结构参数。以基团贡献法为桥梁 ,总结定量结构 性能关系 ,从NMR结构信息预测了燃料的蒸发焓和燃烧焓 ,与热力学实验结果吻合良好。用GC/MS分析燃料的化学组成 ,检出主要由脂肪烃、芳烃和环烷烃 3类构成的 6 0余种烃类化合物 ,为吸热型碳氢燃料的结构和特性表征以及燃料的开发提供重要信息。

链烷烃分子结构表征及其热力学函数的估算

基于分子结构的两种最基本的特性——原子间距离和原子的连接关系 ,提出了分子距离 -连接性矢量 ( MDC) ,以其表征化合物的分子结构 ,并对 2～ 9个碳原子饱和烷烃共 74个分子的两种重要的热力学函数 (原子化热和蒸发热 )进行了定量构效关系研究 ,结果表明新的距连矢量具有结构选择性高、性质相关性好的特点 。

应用分子子图指数估计与预测烷烃核磁共振碳谱位移和

系统地研究了核磁共振碳谱（１３Ｃ ＮＭＲ） 与化学位移规律及其定量构谱关系（ＱＳＳＲ） ．本文研究了一组多元素分子子图指数矢量（ＶＭＳＧ） ，并发现它与烷烃化学位移和（ＣＣＳＡ） 有很好线性相关性．采用多元线性回归（ ＭＶＬＲ） 进行准确估计与预测，结果良好．

有机化合物热力学性质的预测(Ⅲ)——人工神经网络法预测烷烃的生成焓

采用分子子图编码方法将烷烃的分子子图码作为人工神经网络(ANN)的输入参数 ,对烷烃的生成焓进行预测 ,取得了满意的结果 ,其拟合方程的回归系数达到 0 .

基于分子电性距离矢量预测多氯代吩噁嗪的热力学性质

采用分子电性距离矢量(MEDV-13)描述子表征多氯吩噁嗪(PCPXs)的分子结构,利用多元线性回归方法,建立了和多氯吩噁嗪热力学性质(热能值Eth、恒容热容C0V、标准焓H0、标准熵S0、和自由能G0)的定量结构-性质相关性(QSPR)模型,所建模型相关系数均为1.000,计算值和文献值基本吻合,相对平均误差分别为0.288%,0.091%,0.288%,0.141%,0.288%,并经Jackknife法检验证明了模型的稳定性和预测能力。

链烷烃的偏心因子和临界压缩因子定量构效关系

在拓扑化学理论的基础上,根据电负性均衡原理,通过逐级加合均分法计算分子中原子的平衡电负性,从而实现对有机化合物中原子的细微差异进行有效合理的表征;同时结合原子支化度对邻接矩阵进行扩展,构建平衡电负性指数AI,该指数对分子结构实现唯一性表征,具有优良的结构选择性;结合路径数P2和P3对链烷烃的偏心因子ω和临界压缩因子Zc进行研究。利用文中所构建的模型对二者进行预测,其计算值与实验值吻合良好,ω和Zc的相关系数分别是0.997 9和0.950 0,标准误差分别是0.002 6和0.023 0。为烷烃的偏心因子ω和临界压缩因子Zc的计算提供了一种新方法。

中位芳基吡唑卟啉荧光量子产率与分子结构的定量关系研究

化合物的发光性能主要由该物质的分子结构确定.卟啉作为重要的光化学和光生物学化合物一直备受关注.从实验室合成的中位芳基吡唑卟啉的分子结构描述参数出发,着重考察了前线轨道能级、旋转半径等参数与卟啉荧光量子产率之间的关系,并建立了各参数与该类化合物荧光量子产率之间的线性模型,从理论上定量阐述了不同取代基对化合物荧光量子产率的影响.

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.

预测多氯二苯硫醚热力学性质的数学模型

以分子连接性指数(Xi)和分子电性距离矢量(Mi)表征209个多氯二苯硫醚(PCDS)的分子结构,利用多元线性回归方法,建立了和多氯二苯硫醚热力学性质(分子平均极化率α、恒容热容C0V、标准焓H0、标准熵S0和自由能G0)的定量结构-性质相关性(QSPR)模型,用所建数学模型估算多氯二苯硫醚的热力学性质,估算值和文献值基本吻合,相对平均误差分别为0.386%、0.108%、0.044%、0.644%、0.000 3%.经Jackkn ife和LOO交互检验证明了模型具有良好的稳健性和预测能力.

多氯联苯热力学性质的预测

文章采用分子电性距离矢量(MEDV)表征209个多氯联苯类化合物(PCBs)的分子结构,运用多元线性回归技术,同时采用逐步回归结合统计检测筛选模型变量,建立了多氯联苯类化合物的自由能(Go)、焓(Ho)、熵(So)、分子总能量(ET)、零点振动能(EZPV)、恒容热容(Cvo)和热能校正值(Eth)与MEDV矢量的定量结构性质关系(QSPR)模型。模型的线性相关系数均在0.976～1.000之间。继用留一法和外部样本对模型稳定性能进行检验。结果表明:所建QSPR模型有良好的稳定性和预测能力,为多氯联苯类化合物热力学性质研究提供了理论依据。

饱和烷烃热力学性质研究

化合物的性质主要与其结构有着密切的相关,分子之间的相互作用导致了不同化合物性质上的差异.笔者从链烷烃主干原子的C原子之间的相互作用出发,引入了相对作用力的概念,对链烷烃的沸点、标准熵、标准吉布斯自由能、摩尔折射率、临界体积等5种物理化学性质建立了多元线性回归方程,分子建模结果显示,F与其结构性质有着较好的相关性.

异构烷烃结构性能关系的理论探讨 Ⅱ、凝聚型性能

本文根据分子结构的特点,应用结构信息法探讨了异构烷烃凝聚型性能与其分子结构之间的关系,提出一个结构基础明确的普适定量关系。对大量异构烷烃凝聚型性能的计算结果表明,计算值与实验值之间的一致性令人满意。应用本文定量关系,不仅能够预测异构烷烃的凝聚型性能,而且有助于揭示物质结构性能关系之间的奥秘。

电性拓扑态指数预测多氯代吩噁嗪的热力学性质

用电性拓扑态(E-state)指数表征了136个多氯代吩噁嗪类化合物的分子结构,采用多元回归方法对其热能值(Eth)、恒容热容(CV)、熵(S)、焓(H)、自由能(G)等热力学性质进行关联和预测,构建了5个用电性拓扑状态指数预测多氯代吩噁嗪热力学性质的构效关系相关(QSPR)模型,相关系数均大于0.999.利用Jack-knifed法检验了对标准熵预测模型的稳定性和预测能力,检验的相关系数r2也在0.999以上,预测值与文献值的相对平均误差为0.14%.该模型具有较好的稳定性、相关度和预测能力.

基于拓扑指数的链烷烃临界温度预测及外延

采用衍生于结构特征和非氢原子连接关系的23维拓扑指数代表链烷烃,并将该指数递交到多元线性回归用于建立临界温度预测模型。为了得到稳定的模型,采用两种方法(M5法与贪心算法)进行变量选择,并采用所得变量子集建立数学模型。所得结果显示:对于最好模型的测试集,相关系数的平方是R^2=0.9924;平均绝对误差是MAE=2.2532K。若将沸点实验值加入链烷烃描述符,则测试集的MAE值显著地降低。基于这些令人满意的结果,我们开展了外延预测研究。将碳原子数n≤9的链烷烃分入训练集,而C_(10)H_(22)(n=10)的同分异构体分入测试集,则所得测试集的MAE=3.6867K。若将八分之一的C_(10)H_(22)的同分异构体加到训练集用于建立模型,并预测余下的C_(10)H_(22)同分异构体,结果显示测试集的MAE值明显下降,即所得到的外推结果令人满意。