氨基酸原子电距矢量表达与核磁共振碳谱模拟

提出以原子电性距离矢量(VAED)描述20种天然氨基酸中不同等价碳原子的化学环境,结合γ效应校正与碳原子类型,建立核磁共振碳谱(¹³CNMR)化学位移(CS)的五参数线性模型.用于氨基酸分子中4类不同的等价碳原子化学位移的估计,复相关系数分别为R=0.9864,0.9513,0.9463,0.9567;均方根误差分别为RMS=0.5544,2.5232,11.3096,4.9098ppm经交互校验,模型稳定性较好.并综合几种处理方法,找到一种较好的建模方法,将它用于4个外部样本化学位移的定量预测,结果良好.     

糖的原子电距矢量表达及其核磁共振碳谱模拟

提出以原子电性距离矢量(VAED),描述上百种糖分子中数百个不同等价碳原子的化学环境;并结合γ效应校正,建立核磁共振碳谱(¹³C NMR)化学位移(CS)的五参数线性模型.用于糖分子中四类不同的等价碳原子化学位移的估计,复相关系数R和均方根误差RMS及标准偏差SD和F-统计量F分别为:伯碳n=62,R=0.991 0,RMS=1.960 2(SD=1.9762,F=5 0 2.32 94,EV=0.980 5);仲碳n=79,R=0.9886,RMS=2.5 40 5(SD=2.5 5 67,F=5 1 5.60 4 6,EV=0.975 7);叔碳n=30 2,R=0.95 1 4,RMS=3.6884(SD=3.694 5,F=4 68.82 76,EV=0.90 35)及季碳n=1 4,R=0.5 772,RMS=8.862 6(SD=9.1 972,F=0.5 82 8,EV=-0.0 837).经交互校验,伯仲叔碳的化学位移模型稳定性较好.并综合几种处理方法,找到一种较好的建模方法,将它用于几个外部样本的定量预测,结果良好.     

取代基效应对脂肪醇13C NMR化学位移的影响

用原子电负性、静电作用、极化度作为基本参数,并结合表征原子空间连接方式的立体效应参数,对醇分子中不同环境碳原子的化学位移进行关联, 将120个模型化合物(91个脂肪一元醇, 29个二元醇)中747个碳原子相关参数值和化学位移值带入模型中得到如下估算方程:  δ_C=42.947 9 + 63.064 0Q_i-3.628 6F+5.121 3Σα_x-6.584 8Q_iΣα_x -4.842 7N^α_H-0.585 5N^γ_H-4.104 6N^γ_OH (R=0.998 1 R²=0.996 1 S=1.14 F=27 125.2 n=747)  方程中各参数物理意义比较明确. 通过用“留一法”(LOO)检验(R_cv=0.998 0,R²_cv = 0.996 0,S_cv=1.16)及对样本外5个化合物69个碳原子化学位移的预测值和实验值比较, 结果表明模型方程具有很好的稳定性和预测精度, 该模型的提出为以后计算更加复杂化合物的¹³C NMR化学位移奠定了良好的基础.     

碱基分子的原子电距矢量表达及核磁共振碳谱模拟

提出以原子电性距离矢量(VAED)描述各种碱基分子中不同等价碳原子的化学环境,结合γ效应校正与碳原子类型,建立核磁共振碳谱(¹³C NMR)化学位移(CS)的五参数线性模型.用于碱基分子中4类不同碳(其中主要是仲叔季碳)的等价碳原子化学位移的估计,复相关系数R和均方根误差RMS[ppm]分别为仲叔季碳:1)对C2n=12,R=0.9998,R²=0.9997,F=2732.2498,EV=0.9994,RMS=0.1804,SD=0.18842)对C3n=41,R=0.9334,R²=0.8712,F=38.3299,EV=0.8528,RMS=9.5268,SD=9.64523)对C4n=23,R=0.9183,R²=0.8433,F=14.3479,EV=0.7972,RMS=6.5304,SD=6.67721)对C2n=12,R=0.9998,R²=0.9997,F=2592.7072,EV=0.9994,RMS=0.1852,SD=0.19342)对C3n=41,R=0.9270,R²=0.8594,F=34.6283,EV=0.8393,RMS=9.548,SD=10.07843)对C4n=23,R=0.9071,R²=0.8229,F=12.3881,EV=0.7708,RMS=6.9425,SD=7.0985经交互校验,模拟稳定性较好.并综合几种处理方法,找到一种较好的建模方法,将它用于4个外部样本化学位移的定量预测,结果良好.     

黄酮类化合物的原子电距矢量表达及核磁共振碳谱

提出以原子电性距离矢量(VAED)描述19种黄酮醇和21种黄酮中不同等价碳原子的化学微环境，结合碳原子类型，建立核磁共振碳谱(¹³C NMR)化学位移(CS)的四 参数线性模型, 对于19种黄酮醇285个碳原子其回归方程：Y(1)=72.097+20.803 X(1)+14.395 X(2)+ 12.030 X(3)；对于21种黄酮315个碳原子其回归方程：Y(1)=85.530+19.174 X(1)+15.565 X (2)+5.495 X(3)；黄酮醇和黄酮一起建模的回归方程为：Y(1)=77.679+20.373 X(1)+15.481 X(2)+9.004 X(3). 用于黄酮醇和黄酮分子等价碳原子化学位移的估计. 样本数目，相关系数，标准偏差，F统计值，回归平方和和残差平方和分别为：N=285，R=0.796，SD=14.734，F=162.315，U=105 705.359，Q=60 999.156 ；N=31 5，R=0.884，SD=12.381，F=369.114，U=169 745.141，Q=47 673.375和N=600，R=0.831，SD =14.122， F=443.449，U=265 310.563，Q=118 859.906. 经交互校验，模型稳定性较好. 并综合几种处理方法，找到一种较好的建模方法，作为初次有益的探讨，对黄酮和黄酮醇核磁共振碳谱建模效果尚好.     

新型原子电距矢量用于黄酮类化合物核磁共振碳谱的QSPR研究

改进原来的原子电性距离矢量,提出以6元素构建新的原子电性距离矢量,描述黄酮类化合物中不同等价碳原子的化学环境.对20个黄酮类化合物分子292个等价碳原子的13C-NMR化学位移建立了多元线性回归模型.该定量结构谱图关系(定量构谱关系/QSSR)模型的复相关系数达到RMM=0.9397,标准偏差为SDMM=7.6024 ppm.采用留一法交互检验的结果为RCV=0.9239,SDCV=8.5096 ppm.结果表明,模型具有良好的估计能力和稳定性.     

原小檗属类生物碱13C核磁共振化学位移的模拟

将表征分子局部化学微环境的原子电性作用矢量(AEIV)和原子所处状态的原子杂化状态指数(AHSI)用于原小檗属类生物碱¹³C核磁共振(NMR)波谱模拟中,所得5参数回归模型的r, q, RMSEE和RMSCV分别为0.982 9, 0.982 1, 7.732 9和7.884 3. 采用留分法(LMO)和交叉测试(cross test, CT)相结合的方式对模型稳定性和预测能力的检验结果较为满意,LMO及CT对样本原子化学位移预测值与实验值的相关系数rpred分别为0.982 9, 0.986 5和0.982 1. 进一步采用该模型对¹³C NMR未知的4个小檗碱类化合物共计58个等价共振碳原子进行预测,所得结果与谱学模拟软件gNMR计算值较为接近.     

平衡电负性与烷烃核磁共振碳谱位移

定义了烷烃分子中碳原子的平衡电负性(AEE),用平衡电负性和Nⁱ_H(em=0, α, β, γ)和N^j_C(j=α, β, γ)结构信息参数研究了烷烃的¹³C NMR化学位移模型.结果表明,烷烃¹³C NMR化学位移(CS)可用下式来定量描述：
CS=-1736.776+755.118AEE+5.2539N⁰_H+1.8837N^β_H-0.2066N^γH
用上式估算了99个碳原子的化学位移,标准差为0.9861ppm,平均绝对误差0.78ppm,预测值与实验值十分吻合.     

原子电性作用矢量用于呋喃糖核磁共振碳谱化学位移计算

从分子二维拓扑结构出发, 借助用于描述原子所处分子微观化学环境的原子电性作用矢量(Atomic Elementary Electronegativity Interaction Vector, AEIV)对25种呋喃单糖中共计148个等价共振碳原子进行了表征,并以此建立起用于模拟单糖分子¹³C NMR化学位移的两参数多元线性回归方程, 所得模型的复相关系数R_cum、交叉检验Q_LOO及均方根误差RMS分别达到0.907、0.901和6.757,并采用对半划分样本集交叉验证的方法来测试模型的稳定性能和预测能力. 结果表明AEIV能够很好的模拟糖类物质¹³C化学位移值.      

取代基效应对脂肪醇^13C NMR化学位移的影响

用原子电负性、静电作用、极化度作为基本参数, 并结合表征原子空间连接方式的立体效应参数, 对醇分子中不同环境碳原子的化学位移进行关联, 将120个模型化合物(91个脂肪一元醇, 29个二元醇)中747个碳原子相关参数值和化学位移值带入模型中得到如下估算方程:δC=42.947 9 + 63.064 0Qi-3.628 6F+5.121 3Σαx-6.584 8QiΣαx-4.842 7NαH-0.585 5NγH-4.104 6NγOH(R=0.998 1 R2=0.996 1 S=1.14 F=27 125.2 n=747)方程中各参数物理意义比较明确. 通过用"留一法"(LOO)检验(Rcv=0.998 0, R2cv=0.996 0, Scv=1.16)及对样本外5个化合物69个碳原子化学位移的预测值和实验值比较, 结果表明模型方程具有很好的稳定性和预测精度, 该模型的提出为以后计算更加复杂化合物的13C NMR化学位移奠定了良好的基础.     

原子电性距离矢量用于萜类化合物核磁共振碳谱的QSSR研究

本文利用原子电性距离矢量(Atomic Electro Negativity Distance Vector,AEDV)和原子杂化状态指数(Atomic Hybridization State Index,AHSI),对萜类化合物中碳原子进行结构表征,并与其核磁共振碳谱(13C NMR)建立了优良的定量构谱相关(QSSR)模型.采用内部及外部双重验证的办法对所得模型稳定性能进行了深入分析和检验。其结果表明,AEDV,AHSI与13C NMR谱化学位移显著相关.     

T型石墨烯及其衍生物的结构与电子特性

采用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了T型石墨烯及其衍生物-n(n=1—5)的结构稳定性和电子结构性质.T型石墨烯是一种拥有四角形环的二维碳材料同素异构体,通过改变连接四角形环的碳链上的碳原子个数n,可以得到一系列的sp-sp~2杂化结构,称其为T型石墨烯衍生物-n.计算结果表明:这些材料的结构稳定性、化学键类型和电子结构性质都依存于n的奇偶性.其中T型石墨烯(n=0)的结构最稳定,并形成一个由8个碳原子构成的大环.声子谱计算的结果表明,n为偶数时的体系具有动力学稳定性,而n为奇数时的体系则是不稳定的.n为偶数时体系四角形环之间的碳链上的化学键呈单、三键交叉排列,体系显示为金属性特征,且随着n的增大,体系的金属性加强.n为奇数时体系四角形环之间的碳链上的化学键则为双键连续排列,体系呈金属性且具有磁性(n=1除外).研究表明该系列材料作为一种新的二维碳材料同素异构体,具有独特的结构和丰富的电子结构特性,很可能在纳米器件中得到广泛应用.     

氢化丁苯共聚物结构的核磁共振波谱表征Ⅰ.13C谱带的归属

本文分别用JEOL FX-90Q和Bruker AM-300波谱仪测定了氢化聚丁二烯和氢化丁苯共聚物的¹H,¹³C-NMR谱,得到了分辨率较高的谱图和新的结构信息。借助DEPT技术确定了各谱带的CH或CH₂类型。利用Grant-Paul和Lindeman-Adams介绍的化学位移经验计算公式,考虑苯基对α、β和γ碳原子的影响,计算了各种三单元序列中有关碳原子的化学位移。对脂肪碳部分的28组谱带重新进行了归属。化学位移计算值与实测值基本相符,并得到了不同组成的模型聚合物¹³C-NMR谱的各谱带强度变化规律的验证。     

原子距边矢量、三键数与烷烃的13C NMR化学位移

提出一个新的原子描述符-原子距边矢量(μ)来表达碳原子在烷烃中所处环境信息,用该矢量和三键数作为参数与烷烃碳原子(含2~9个碳原子共63个烷烃分子,计326个不等价碳原子)的¹³C NMR化学位移相关联,得到的多元线性回归分析结果为:标准偏差S仅0.9629ppm,相关系数R为0.9957.用所得线性方程预测得精度为:误差在1.0,1.5和2.0ppm以内的分别占83%,90%和95%.     

甾族化合物~(13)CNMR谱化学位移定量构谱关系的研究

利用原子电性距离矢量(Atomic Electro-negativity Distance Vector,AEDV)和原子杂化状态指数(Atomic Hybridization State Index,AHSI)对203个甾族化合物中4434个碳原子进行结构表征并与其核磁共振碳谱(13CNMR)建立多元线性定量结构波谱相关(QSSR)模型,同时运用逐步回归结合统计检测对模型变量进行筛选,最后采用内部及外部双重验证的办法对所得模型稳定性能进行深入分析和检验,建模计算值、留一法(leave-one-out,LOO)交互校验(cross-validation,CV)预测值和外部样本预测值的复相关系数(R)分别为0.9574、0.9571和0.9537.其结果表明,AEDV,AHSI与13CNMR谱化学位移显著相关.     

苯对N,N-二甲基甲酰胺化合物1H NMR的影响研究

本文研究了N,N-二甲基甲酰胺(DMF)在四氯化碳和苯混合溶剂中的¹H NMR。观察到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)分子中两个甲基和混合溶剂中苯的共振吸收峰的化学位移随苯的摩尔分数增加而逐渐移向高场,而且两个甲基共振吸收峰向高场移动的程度不同,α甲基较β甲基为甚。DMF分子中两个甲基和混合溶剂中苯的化学位移可以用线性方程表示(δ=A+Bx),这里x是混合溶剂中苯的摩尔分数。相关系数R接近于-1。     

A relation between the atomic charge of carbon and the C1s core electron binding energy estimated from a comparison of gas phase and solid state data and the molar polarizabilities of the investigated molecules

A method for internal calibration of ESCA (XPS ) spectra is described that permits the use of a simple relation between binding energy (E_b) and atomic charge (q) : E_b = kq + E_b0. This relation has been shown to hold for a large number of elements. So far the relation for carbon has, however, not been very well established. A method is now described that allows the use of carbon charges determined from E_b, vs. q correlations for other elements and has also made it possible to establish a linear relation for carbon. The method does not use carbon charges determined directly from quantum chemical calculations.

As an essential part of this procedure we investigated empirically the possible relation between the difference between the gas phase calibration standard and that for the same element in the solid state, “a”, and the molar polarizability of the substance, P. It was found that “a” decreases with increasing polarizability, tentatively as a=4.15+8.30 P^−1/3. Therefore, knowledge of the polarizability of carbon-containing molecules from the literature made it possible to determine “a” and then the charge of all other atoms in the molecule. In this way a set of E_b and qc date was obtained. These data were complemented by another set using theoretical q_c snd solid state E_b of phenyl compounds previously made.

The results of the investigation show a linear relation between E_b(Cls) and q_c valid for the solid state: E_b,(Cls) = 4.68 q_c + 286.2 eV with a correlation coefficient of 0.945. This brings the previously obtained k value for carbon, which seemed anomalously high, down to a value of similar magnitude as for other light elements.     

由13C NMR化学位移测定值确定烷烃生成焓

本文通过分析烷烃核磁共振碳谱（¹³C NMR）化学位移与生成焓之间的关系,提出由¹³C NMR化学位移的测定值来确定烷烃生成焓的新方法．用53个烷烃分子的¹³C NMR化学位移总和（SCS）、三键数（P3）以及碳原子数目（n）与生成焓实验值进行相关,所得回归方程的相关性良好（相关系数R=0.998 2,标准偏差S=3.5 kJ/mol）．进而,通过随机抽样和留一法证实该方程具有良好的稳定性和预测能力．将烷烃¹³C NMR化学位移与其生成焓定量联系起来,不仅有利于深入理解分子结构与性能关系,还为预测那些难于测定且费时的物理化学性质提供了新思路．     

取代吡啶衍生物的13C NMR谱研究

本文测试了三十三个α、β、γ单取代吡啶和二、三取代吡啶衍生物的¹³C NMR谱,归属了全部¹³C NMR谱线。由其¹³C NMR谱线变化规律,研究和总结出各类碳数大于2的烷基取代基对α、β、γ单取代吡啶环碳化学位移的经验取代参数和吡啶环作为一个官能团对烷烃衍生物的取代效应,讨论了单烷基和多烷基吡啶的取代基加和规律。