计算环烷烃沸点的新方法——基团键贡献法

根据分子中基团的特性和连接性，发展了一种直接根据分子结构信息计算环烷 烃沸点的新方法——基团键贡献法，该方法既考虑分子中基团的特性，又考虑基团 之间的连接性（化学键），具有基团贡献法和化学键贡献法的特点。对256种环烷 烃沸点的计算结果表明，计算值与实验值的一致性令人满意，平均误差0.71。     

应用基团键贡献法计算烷烃和环烷烃的折光指数

根据分子中基团的特性和连接性,发展了一种直接根据分子结构信息计算烷烃和环烷烃折光指数的新方法－基团键贡献法,该方法既考虑分子中基团的特性,又考虑基团之间的连接性(化学键),同时具有基团贡献法和化学键贡献法的特点。应用基团键贡献法对950种烷烃和环烷烃折光指数的计算结果表明,计算值与实验值的一致性令人满意,平均误差0.11%,进一步对聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯等聚合物的折光指数进行预测,也取得了令人满意的结果。     

预测烷烃密度的新方法: 基团键贡献法

根据分子结构的特点,通过用染色矩阵和邻接矩阵对分子结构进行矩阵化表征,发展了一种根据分子结构信息烷烃密度的新方法---基团键贡献法。该方法有机地将基团贡献法和化学键贡献法结合在一起,既考虑了分子中基团的特性,又考虑了基团之间的连接性(化学键),具有基团贡献法和化学键贡献法的特点。对658种烷烃的计算结果表明,密度预测值十分接近实验值,平均误差0.245%,进一步外推对聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯等聚合物的密度进行预测,也取得了令人满意的结果。     

聚酰亚胺玻璃化转变温度预测:基团贡献加和法与未知基团赋值

基团贡献加和法(GAP)假设聚合物性质来自于重复单元中各次级基团的贡献, 因此可以通过计算基团贡献值的加和值预测聚合物性质. van Krevelen建立了基团贡献加和法, 计算了数十种聚合物的性质, 包括常用的溶解度参数、 熔点和玻璃化转变温度(T_g)等参数. 聚酰亚胺是由二酐和二胺缩合反应得到的一类高性能聚合物, 其中T_g是决定聚酰亚胺使用温度范围的关键性质. 因此准确预测聚酰亚胺的T_g有助于优化和筛选单体分子结构. 本文首先利用van Krevelen提供的普适性基团贡献值计算了74种聚酰亚胺的T_g, 发现计算值与实验值具有较好的相关性(R²=0.88, s=21 K), 但存在系统误差, 如二者线性拟合斜率为0.78, 远偏离1. 由于普适性贡献值来自于不同聚合物的数据迭代, 对聚酰亚胺体系适用性较差, 必须对基团贡献值进行校正. 本文系统性地提高了刚性基团的贡献值, 同时降低了柔性基团的贡献值. 利用校正后的基团贡献值重新计算了T_g, 其与实验值具有更好的相关性(R²=0.88, s=18 K)和一致性(线性拟合斜率为0.94). 进一步使用上述校正后的已知基团贡献值对未知的7种二酐基团和6种二酐或二胺中的子基团进行赋值. 训练组(82个聚酰亚胺)和测试组(35个聚酰亚胺)数据验证了这13个基团贡献值的可靠性. 本文建立的基团贡献值校正方法和对未知基团的赋值法也可以推广应用于其它芳杂环类聚合物.     

碳氢化合物燃烧中间体Lennard-Jones系数的计算

在已有的基团贡献法公式的基础上,提出了一种新的基团贡献法公式,并通过拟合250种化合物(包括185种稳定化合物临界性质的实验值和65种自由基临界性质的计算值)的临界性质得到了40种基团的贡献值,并用于预测未知化合物的临界性质.选取了训练集以外的、有临界性质实验值的30种化合物作为独立测试集,用于验证所建模型对临界性质的预测能力,T_C和P_C平均绝对偏差分别为8.52%和16.83%.结果表明,预测结果和实验值相吻合,该模型可以用于大分子化合物及自由基的临界性质预测.根据临界性质与Lennard-Jones(L-J)系数的经验关系式,预测了碳氢化合物燃烧中间体的L-J系数,得到独立测试集46种碳氢化合物的L-J系数,与文献值接近,T_C和P_C的平均绝对偏差分别为9.88%和9.96%.比较了训练集中烷烃自由基·C_6H_(13)、烯烃自由基·C_5H_9和炔烃自由基·C_5H_7同分异构体的L-J系数,同时,将己烷自由基·C_6H_(13)与相似的邻近烷烃C_6H_(14)的L-J系数进行比较,发现同分异构体之间或相似化合物之间L-J系数有较大偏差.此外,对缺少L-J系数的114种常见碳氢化合物自由基进行了预测.这对于碳氢化合物的燃烧模拟及基元反应中压强相关的速率常数计算有重要意义.     

碳氢燃料的蒸发焓与1H NMR结构参数

用500MHz超导核磁共振仪测定了36个碳氢燃料油的^1HNMR谱，获得各类氢的相对含量。假设碳氢燃料由直链烷烃和直链烷基苯两种模型化合物构成，^1HNMR结果和相对分子质量计算了相应的基团组成数。采用斜式沸点计测定燃料在不同温度下的泡点蒸气压，根据Clausius-Clapeyron方程计算了燃料的蒸发焓和蒸发熵。以基团贡献法为桥梁，把微观的^HNMR结构信息与宏观的蒸发性质联系起来，给出一个预测碳氢燃料蒸发焓的基团贡献表达式，检验结果表明偏差为 5.4％- -5.9％（平均2.1％）。用此表达式预测了17个纯烃和石油馏分的蒸发焓，偏差为 8.5％- -10.1％（平均3.3％）。     

用基团贡献法估算聚砜、聚醚砜及其磺化产物的溶度参

采用基团贡献法对聚醚砜、聚聚砜及其不同磺化度磺化产物的溶度参数分量δd、δp和δh进行了估算,提出了计算其任意磺化度产物的溶度参数的通式,同时补充了砜基和1,2,4－三取代苯基的基团贡献值Fdi,Fpi和Ehi并提出了计算聚合物溶度参数极性分量（δp)的数学模型,估算得到的结果与文献中的实验结果相吻合。     

应用基团贡献法关联抗生素的高效液相色谱的保留值

应用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献模型计算了４种头孢菌素在ＯＤＳ柱上及不同配比甲醇－水体系中的活度系数，采用多元线性回归法关联了头孢菌素－甲醇－水体系的反相高效液相色谱的保留值，可预测不同配比流动相下的容量因子，经验证实验值与计算值的对误差小于１０％。     

应用拓扑方法计算烷烃的沸点

根据分子结构的特点 ,用距离矩阵表征分子中原子的连接性 ,用染色因子标识原子性质的差异 ,探讨了烷烃的沸点与分子结构之间的定量关系 ,据此发展了一种直接根据分子结构信息计算烷烃沸点的方法。对75 2种烷烃 (C1到C10 0 )的计算结果表明 ,沸点的预测值十分接近实验值 ,平均绝对误差 1.36K ,平均相对误差 0 .2 9% ,计算精度优于文献方法。     

在角鲨烷上支链烷烃保留指数的计算

从化合物的物理常数或分子结构计算其保留指数(Ⅰ),一直是许多色谱工作者长期研究的课题。Kovats等早已报导支链烷烃的Ⅰ值与其沸点间呈近似的直线关系。Castello等则用基团加和法计算了支链烷烃的Ⅰ值,但两者之计算准确度皆不理想,且后法对复杂的多支链烷烃无法计算。本文提出了一个从支链烷烃的沸点和分子结构精密地计算Ⅰ值的公式。计算与实验Ⅰ值之差的标准偏差为±1.0指数单位。     

A cellular automata model of bond interactions among molecules

The ten types of alkane bonds have been modeled as isolated fragments using cellular automata dynamics. The rules governing the states and the trajectories of the cells simulating the bonds are derived from the bimolecular interaction accessibilites recently described. The sum of cell encounters at unit iteration (time) becomes a parameter associated with the relationship of a molecule with its neighbors. This value is found to correlate very closely with the boiling points of alkanes, pentanes through octanes. The results reinforce the concept that the molecular connectivity indices are describing the interaction possibilities among alkanes. The study introduces a new way of simulating intermolecular bond encounter dynamics among many molecules.     

Calculation of normal boiling points for alkane isomers by a second order group contribution method

Second order groups are introduced into the group contribution method proposed by Tu to calculate the normal boiling points of alkanes from C₁ to C₁₀. The present method can well distinguish between the normal boiling points of alkane isomers. The absolute average error is 1.24 K.     

脂肪醛和脂肪酮的沸点与分子结构关系的拓扑化学研究

根据分子拓扑学原理,通过采用信息量丰富的染色分子图代替隐氢图,借助于距离矩阵表征分子图中顶点的连接性和标识分子图中顶点性质的差异,发展了一种适用于含杂原子分子体系结构性能研究的新方法,据此探讨了脂肪醛和脂肪酮的沸点与分子结构之间的关系,提出一个既能合理表征结构性能关系、又能预测沸点的定量关系式。结果表明,沸点预测值与实验值的一致性令人满意,平均误差0.21%。     

硫醇和硫醚的沸点与分子结构之间关系的拓扑化学研究

根据分子拓扑学原理, 用染色因子标识原子性质的差异, 发展了一种适用于含原子分子体系结构性能关系研究的新方法。据此探讨了硫醇和硫醚的沸点与分子结构之间的关系, 提出一个既能合理表征结构性能关系, 又能预测沸点的定量关系式。     

Elastic Scattering of fast Electrons by Highly Polar Molecules

In this paper, peculiarities are considered of the angular dependence of the intensity of elastic scattering of fast electrons by dipolar LiH molecules, calculated in the isst Born approximation using Ransil's wavefunction. The molecular component of the scattering intensity is determined. lt is shown that the contribution of chemical bond effects to the intensity of electron scattering by molecules featuring highly polar bonds includes the part which is formally analogous to the structure dependent part of the intensity. Numerical integration of the Fourier transform of the molecular electron density was utilized to calculate the intensity of elastic electron scattering by LIH, LiF and LhO molecules, using HartreeùFock molecular wavefunctions. The major portion of the contribution of chemical bond effects to the intensity of electron scattering by the highly polar (ionic) LiF and Li20 molecules is made up by the ǒioniǒ contribution due to a redistribution of electrons between atoms making up an ionic molecule. A model is suggested of independent ions in a molecule, which correctly describes the “ionic” contribution of chemical bond effects to the intensity of electron scattering by highly polar molecules and is suitable for practical utilization for interpreting electron-diffraction patterns.