MOLMAP指数及其在变异性预测中的应用

分子映射(MOLMAP)指数是以分子的化学键描述符为基础,通过Kohonen自组织映射依据一定的算法而衍生.化学键描述符是由化学键的物理化学性质,如两端原子的电荷差和拓扑性质,键连杂原子数量等所组成.本文将分子映射指数应用于4075个有机物质(Ames实验结果:2305个结构有诱变性,1770个结构无诱变性)的变异性预测.通过随机森林,分别采用三种类型的指数建立模型:(1)采用不同维数的分子映射指数;(2)采用全局分子描述符;(3)将分子映射指数与全局分子描述符相结合.整个数据集的集外(out-of-bag)交叉验证的正确预测率达到85.4%.为了检验模型的稳定性,采用所建模型预测源于另一数据库的472个化合物,正确预测率为86.7%,与此前的研究相比,两个预测结果均有所提高.     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP, MP2方法在6-31＋(d,p)和6-311＋＋G(d,p)水平研究了CH₂ClO自由基与NO反应的微观机理, 找到了三个可能的反应通道. 并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 成功地解释了Wu等的实验结论. 从电子密度拓扑分析的角度, 讨论了化学反应过程中化学键的变化规律, 为实验研究大气化学反应提供理论依据. 找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP,MP2方法在6-31 (d,p)和6-311 G(d,p)水平研究了CH2ClO自由基与NO反应的微观机理,找到了三个可能的反应通道.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了Wu等的实验结论.从电子密度拓扑分析的角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,为实验研究大气化学反应提供理论依据.找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态,发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

甲醛光催化降解反应机理的量子化学研究

分别采用B3LYP,MP2方法在6-311++G(2df,pd)水平研究了甲醛光催化降解反应的微观机理,找到了可能的反应通道,预测反应产物为HCOOH与H2O.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了实验结论.从键长和能量的变化角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,整个反应通道中各势能面均较低,从理论角度分析该反应室温下能够进行,为空气中的甲醛降解反应的实验研究提供理论依据.     

化学反应的价键理论研究

根据价键波函数的对称性及基态、激发态化学键与键表的对应 ,可以把轨道对称守恒原理和键对称规律表述成“价键结构对称性匹配” .价键结构对称规则通过对反应物和产物的价键结构进行对称性分析 ,可以直接预测化学反应活性 ,无需依赖理论计算结果 .在价键结构对称性分析的基础上 ,应用多VB结构计算方法 ,建立了反应H HLi→H2 Li和H LiH→HLiH(cyclic)→HLi H的曲线交叉VB图 ,讨论了能垒及过渡态的形成机制 .计算结果表明 ,H原子交换反应H LiH HLi H是一个两步过程 .     

化学键的高选择性拓扑指数及应用

基于分子和原子的高选择性拓扑指数, 提出了化学键的高选择性拓扑指数bATID. 分别采用300余万个化学键的虚拟数据集和实际数据集检验bATID的唯一性, 未发现简并, 即bATID具有较强的化学键区分能力. 进一步将bATID应用于有机化合物的化学键识别, 获得了较好结果. 如, 利用bATID可识别出富勒烯C₆₀的90个化学键为30个6∶6键和60个5∶6键. 研究还表明, bATID的化学键识别可应用于手性中心自动设定和自同构群穷举生成的顶点置换.     

Cl原子与CH2SH自由基反应机理及电子密度拓扑研究

采用MP2(Full)/6-311G(d,p)和B3LYP/6-311G(d,p)找到了反应Cl＋CH₂SH→HCl＋CH₂S的两个可能的反应通道, 得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 对反应进程中若干关键点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应进程中键的断裂、生成和化学键的变化规律, 找到了该反应的结构过渡区(结构过渡态)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

Cl原子与CH2SH自由基反应机理及电子密度拓扑研究

采用MP2(Full)/6-311G(d,p)和B3LYP/6-311G(d,p)找到了反应Cl＋CH₂SH→HCl＋CH₂S的两个可能的反应通道, 得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 对反应进程中若干关键点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应进程中键的断裂、生成和化学键的变化规律, 找到了该反应的结构过渡区(结构过渡态)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

关于氧化-还原反应方程式配平的教学

氧化-还原反应作为化学反应的一种类型,有其普遍性和重要性.元素的原子在构成物质时,由于外围电子的得失或共用而建立起化学键,在化学反应中随着原子的离合与重组发生键的破裂与重建.在上述过程中,键合电子的隶属关系常发生变化,因此氧化一还原反应是一种常见的反应类型.     

定位对应指数与多氯联苯醚理化性质的构效关系

通过计算多氯联苯醚(PCDEs)所有209种可能分子结构的原子特征值,利用分子图形技术获得了定位对应指数;以106种PCDEs的理化性质实验值为建模样本,由多元回归方法建立了PCDEs的饱和蒸气压(P0L)、水溶解度(SW)和正辛醇,水分配系数(KOW)的定量结构一性质相关模型,相关性良好(r＞0.98),估算的平均误差分别为0.12、0.28和0.09.利用此方程对另外103个未见实验数据报道的多氯联苯醚分子的理化性质进行预测,结果和相同氯原子数的实验平均值较为接近,预测能力优于文献.     

Are electrocyclization reactions of (3Z)-1,3,5-hexatrienone and nitrogen derivatives pseudopericyclic? A DFT study

[reactions: see text] Electrocyclization reactions of (3Z)-1,3,5-hexatrienone and nitrogen derivatives were studied by performing density functional theory (DFT) calculations together with the 6-31+G* basis set. Reactants, products, and transition states for each reaction were localized and the IRC connecting reactants and products was also obtained. Magnetic properties were evaluated along the reaction path to elucidate the characteristics of the reactions studied. As obtained from the calculations, electrocyclization of (3Z)-1,3,5-hexatrienone is a pericyclic process, as indicated by a variety of indexes, such as Nucleus Independent Chemical Shift (NICS), anisotropy of the magnetic susceptibility, or anisotropy of the current-induced density (ACID). This reaction presents characteristics of pericyclic reactions despite the activation energy lowering relative to the electrocyclization of (4Z)-1,2,4,6-heptatetraene, and the relatively small NICS values observed in the transition state. Magnetic properties indicate that an enhancement of the aromaticity relative to reactants and products occurs revealing the absence of orbital disconnections on the cyclic loop of interacting orbitals. Only two reactions among those studied exhibit pseudopericyclic character due to the in-plane attack of the lone pair on nitrogen. In these cases, the reactions showed no barrier for the electrocyclization process, and no aromaticity enhancement was observed.