分子树拓扑指数与羧酸化合物pKa值的定量构效关系

酸性强度;分子树拓扑指数与羧酸化合物pKa值的定量构效关系     

手性有机化合物构效关系的量子拓扑学研究

在拓扑化学理论基础上, 从手性分子中成键原子的结构特征和手性原子所处的局部化学微环境出发, 应用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31＋G(d)水平上计算所得距离代替传统二维距离, 结合分子中各原子的支化度, 应用原子的平衡电负性对分子图进行着色, 并引入手性校正因子进行校正, 得到新型的手性拓扑指数w₁和w₂. 采用偏最小二乘回归法建立了18种手性羟基酸和氨基酸的薄层色谱保留指数R_M的定量结构-保留拓扑模型, 并用这种模型对R_M进行预测, 结果表明预测结果和实验值吻合较好. 同时对拓扑模型采用留一交叉检验法(leave-one-out cross-validation, LOO-CV)和外检验相结合的方法进行测试, 测试结果显示模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

基于拓扑指数对含氧有机化合物闪点的定量构效关系研究

闪点是衡量化合物易燃程度的物理量,也是可燃性液体的一个重要安全性指标。本文对含氧有机化合物(包括醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等)的闪点与分子结构之间的关系进行分析,提取并计算了顶点度-距离指数(VDI)、奇偶指数(OEI)、边度-距离指数(EDI)、分子体积参数(MVI)和氢键指示变量(HB)等分子结构参数,并结合分子隐氢图顶点数(N)的2/3次方(N~(2/3)),对训练集中81个含氧有机化合物的闪点进行定量结构-性质相关分析。结果表明,由N~(2/3)、VDI、EDI、OEI、MVI和HB等6个参数对闪点建立的多元线性回归模型的相关系数(R)为0.9909,标准偏差(s)为6.39K,平均相对误差(ARD)为1.60%。用该模型对测试集中20个含氧有机化合物的闪点进行了预测,ARD为1.84%。     

主量子数拓扑指数研究烷基苯的定量构效关系

由主量子数(ni)定义成键原子化学特征的点价为ti=mi(ni-1) hi,在此基础上建构一个主量子数拓扑指数nQ=∑(ti·tj·tk…)0.5,其中,0Q=∑(ti)0.5, 1Q=∑(ti·tj)0.5,并以此为参数研究了烷基苯的燃烧热、等张比容、沸点、汽化热、标准生成自由能、标准熵、摩尔体积、溶解度、辛醇/水分配系数等10种物理化学性质,提出了一个通用的关系式:p=a b 0Q c 1Q.结果表明,0Q, 1Q与烷基苯的许多物理化学性质具有广泛良好的相关性,相关系数均大于0.99.     

烷基苯类化合物结构-热力学性质定量构效关系研究

计算并研究了烷基苯类化合物拓扑指数N、J、Ij与其热力学性质ΔHc^θ(g)、ΔHf^θ(g)、S^θ(g)、ΔG1^θ(g)、logKp之间的相关性和选择性,结果显示,本文所构建经验公式其相关性和选择性均优于文献[13]、[15]。     

极化效应指数与脂肪酯类化合物沸点的定量构效关系研究

基于烷基极化效应指数(PEI)构建了有效碳原子数(N_Ceff)用于定量表示烷基碳链相对长度. 用最佳子集回归方法建立了脂肪酯沸点与PEI, N_Ceff参数的定量构效关系模型, 该模型对训练集计算值与实验值的相关系数R²为0.9958, 标准偏差s为3.98 K, 对测试集预测值与实验值的相关系数R²分别为: 0.9958, 标准偏差s为3.92 K, 计算结果表明基于参数PEI和N_Ceff所建立的脂肪酯类化合物的沸点定量构效关系模型具有良好的预测能力.     

拓扑指数mG及对无机氢化物pKa1值的预测

受Randic分子连接性拓扑指数^mX的启发，构建了一种新的分子连接性拓扑指数^mG.^mG的0，1阶指数^0G,^1G与P区无机氢化物的pKa1值关联，拟合成2个线性方程，其相关系数与相关指数分别为0.9958和0.9959，拓扑指数的结构选择性满足惟一性表征。     

溶液相有机化合物pKa的量子化学计算

寻找一种理论计算方法来验证和补充实验数据,得到较为精确的溶剂化自由能和pK_a值,是众多理论化学家长期以来研究的重要方向。本综述较为详细地总结了近年发展起来的PCM理论模型在溶液相化合物溶剂化自由能、特别是近十年来有机化合物pK_a值的量子化学计算中的最新成果,比较了各种不同计算方法的精确性和各自特点。     

多种类表面活性剂临界胶束浓度定量构效关系

表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是个非常重要的物质特性参数, CMC在研究表面活性剂的工业应用和生物利用方面发挥着关键作用. 本工作提出了一个新的拓扑指数—扩展距离矩阵, 建立了一个稳定的构效关系模型, 并对175种表面活性剂的临界胶束浓度进行了计算预测. 结果表明, 基于新的拓扑指数建立的构效关系模型计算临界胶束浓度能给出稳定可靠的预测结果, 其预测结果相关性系数R²(training set)=0.9295, 相对标准偏差ARD(training set)=8.20%, R²(testing set)=0.9257, ARD(testing set)=6.76%. 与文献中模型预测结果的对比表明, 本工作在稳定性和可靠性上均有显著改善.     

QSPR Study on the Boiling Points of Some Oxygen-and Sulfur-containing Organic Compounds

Structural and thermodynamic parameters of 56 oxygen-containing and 56 sulfur- containing organic compounds were computed at the B3LPY/6-311G＊＊ level using density functional theory （DFT） method. Furthermore,the dependent equations between the experimental data of boiling points （Tb） and theoretical parameters were proposed with SPSS12.0 for windows software,whose correlation coefficients R2 are 0.933 and 0.945. These dependent equations were validated by cross-validation method （q2 are 0.923 and 0.929,respectively）. VIF （variance inflation factors） and t-value methods were also used to verify the significance and self-correlationship of each variable. Results indicate that our dependent equation exhibits good prediction ability,and molecular polarizability （α） is the main factor affecting the Tb of oxygen- and sulfur-containing organic compounds. To our interest,obvious dependence could also be found among the oxygen- and sulfur-containing organic compounds＇ experimental data of boiling points （Tb） with R^2 of 0.857.     

新定义的价连接性指数与有机物理化活性的相关性研究

基于分子中成键原子i的结构特征和所处的化学环境,新定义了原子的价点价δYi,以价连接矩阵为基础构建了一个新的能表征含多重键、杂原子分子结构信息的价连接性指数mωY. mωY对有机化合物异构体具有很强的选择性和区分能力.用0ωY, 1ωY和分子中的含碳数NC研究了有机物的一系列理化活性,其相关性良好,并发现不同的性质,0ωY, 1ωY和NC所起的作用程度是有所不同的.新模型物理意义明确,计算简便,对不同类型有机物的不同理化活性具有良好的估算和预测能力,计算值与实验值的吻合程度均优于相应文献的结果.     

QSPR Modeling of Gibbs Free Energy of Organic Compounds by Weighting of Nearest Neighboring Codes

We examine the encoding of chemical structure of organic compounds by Labeled Hydrogen-Filled Graphs (LHFGs). Quantitative Structure-Property Relationships (QSPR) for a representative set of 150 organic molecules have been derived by means of the optimization of correlation weights of local invariants of the LHFGs. We have tested as local invariants Morgan extended connectivity of zero- and first order, numbers of path of length 2 (P2) and valence shells of distance of 2 (S2) associated with each atom in the molecular structure, and the Nearest Neighboring Codes (NNC). The best statistical characteristics for the Gibbs free energy has been obtained for the NNC weighting. Statistical parameters corresponding to this model are the following n = 100, r² = 0.9974, s = 5.136 kJ/mol, F = 38319 (training set); n = 50, r² = 0.9990, s = 3.405 kJ/mol, F = 48717 (test set). Some possible further developments are pointed out.     

QSPR方法预测阴离子表面活性剂亲水亲油平衡值

首次使用量子化学描述符, 建立了两种阴离子表面活性剂亲水亲油平衡(HLB)值的定量结构性质关系模型(QSPR). 最佳模型1包括四类不同结构的烷基硫酸盐和烷基磺酸盐46种阴离子表面活性剂, 复相关系数R²＝1.000. 又建立了包含聚氧乙烯、乙酸、丙酸和碳氟等特殊类型不同结构的73种阴离子表面活性剂的最佳模型2, 复相关系数 R²＝0.993.     

多阶F指数对碳氢化合物的QSPR研究

根据分子中原子与原子的不同邻接情况,重新定义了关联矩阵的矩阵元,并在此基础上定义了矩阵形式的多阶F指数 pF.多阶F指数 pF考虑了分子中每一顶点原子的特性及顶点原子与其它原子的多种相互作用.采用系列指数 pF中的F, 0F′, 1F′和 2F′对烷烃、烯烃、烷基苯共144个碳氢化合物的标准生成焓进行相关研究,相关系数均大于0.98,与卤化钛化合物TiXn (n=1～4, X=F, Cl, Br, I)的标准生成焓的相关系数也在0.99以上.     

离子液体中有机物溶解度的QSPR模型分析

采用偏最小二乘(PLS)分析方法对84个有机物在四种不同的离子液体中的溶解度进行基于VolSurf参数的定量构性关系(QSPR)研究,取得较好的结果.训练集模型对预测集具有良好的预测能力.参数分析表明有机物具有较大体积的亲水区域,对溶解度有利,且有机物与离子液体之间的相互作用能约为-0.84kJ·mol-1.一定的疏水性对溶解度也是有利因素,当离子液体具有小体积的疏水取代基,有机物具有不对称的局部疏水区域对溶解度有利,当离子液体具有大体积或多个疏水取代基,有机物较高的疏水体积对溶解度有利.多元线性回归(MLR)显示亲水参数W1最重要,表明分子的亲水性是影响有机物在离子液体中溶解的关键因素.