有机污染物的生物富集因子与拓扑指数的数学模型

依据价连接性指数(xi)、电性拓扑态指数(ej)及电性距离矢量(mk)构建239种有机污染物生物富集因子(FBC)的6参数QSFR(定量结构-生物富集因子相关性)模型, 不仅相关程度高, 而且所用自变量数少. 该模型的传统相关系数(R2)为0.821, LOO(levae-one-out)交互验证系数(Q2)为0.809, 证明具有良好的稳健性及预测能力. 根据进入该模型的6个参数可知, 影响有机污染物FBC的主要结构基团是: —C—、>C—、—O—、—X、—NH2以及分子的柔韧性、折叠程度等空间因素. 可以认为在生物富集过程中,“诱导契合机理”也发挥一定作用. 对自变量集进行正交变换, 既不影响模型的相关性, 又能降低其自相关性.     

基于分子电性距离矢量预测有机污染物的生物富集因子

基于分子电性距离矢量描述子(MEDV)表征236种有机污染物的分子结构, 应用最佳子集回归与偏最小二乘方法建立化合物的生物富集因子与其分子结构之间的相关QSAR模型. 结果显示, 影响其生物富集活性的分子结构碎片为—CH₂、—X、—C≮、—C≮、—O—, 所建立模型具有较高的估计相关系数及LOO(leave-one-out)检验相关系数, 表明模型具有良好估计能力与稳定性, 同时应用训练集样本构建的QSAR模型预测外部检验集, 表明训练集模型具有良好的预测能力.     

价连接性指数mX与有机污染物lgKsw的相关性

定义新的价连接性指数^mXA、^mXB用于有机污染物的定量结构－活性相关性研究中，发现^mX与138种6个系列的有机污染物的分配系数具有良好的线性关系，相关方程为：1gKsw=0.1342^0XA-0.1172^1XA 0.1191^0XB 0.0396^1XB1.6366,相关系数为0．9713。使用相关模型对1gKsw的估算结果，非常接近或优于文献方法。本法还具有计算简单，物理意义明确等优点.     

用拓扑指数和神经网络研究拟除虫菊酯类农药的急性毒性

为研究拟除虫菊酯农药对大鼠急性毒性的定量构效关系,以电拓扑状态指数(en)和分子电性距离矢量(mk)表征了20个拟除虫菊酯农药的分子结构,利用最佳变量子集回归方法建立了四元QSAR模型,该模型的相关系数R为0.954。模型经Jackknife法和LOO交互检验证明有良好的稳定性和预测能力。以模型中的四个参数(e7、m28、m33、m42)为人工神经网络输入层,设定4∶3∶1的网络结构,构建人工神经网络的BP算法模型,相关系数和预测能力大有提高,R=0.9999,平均误差仅为0.0105。结果表明,该方法揭示了影响拟除虫菊酯农药对大鼠急性毒性的本质因素,为高效低毒拟除虫菊酯类农药的分子设计提供理论依据。     

基于QSAR模型预测有机化合物的生物富集因子

生物富集因子(BCF)是REACH法规要求的生物积累危害评价指标的关键参数,用实验的方法测定BCF值人力物力花费较大,而用计算的方法预测BCF值可以有效地替代昂贵的实验过程。该研究使用E-Dragon计算了数据集中每个分子的1 666种描述符,并用筛选后的描述符与lgBCF建立了QSAR模型：采用随机森林与支持向量机建立的分类预报模型,随机森林分类模型的准确率为0.89、敏感度为0.89;用基于准确率递减和基尼系数方法的随机森林分类模型筛选出对lgBCF值有重要影响的30个描述符,这些描述符包括ALOGPS＿lgP、MATS6v、TPSA.NO.、GATS7v等;ALOGPS＿lgP和ALOGPS＿lgS是用支持向量机分类模型筛选出的对lgBCF值有重要影响的描述符。     

脂肪族饱和一元醇沸点的拓扑研究

基于邻接矩阵与边价 (fi)定义边价连接性指数 ( mF) ,其中的0 F、醇距离参数L及醇类型参数与 119种脂肪族饱和一元醇的沸点 (Tb)关联、得到良好的数学模型 :ln( 72 4-Tb) =6 0 70 10 -0 0 5 7180 F -0 0 0 3 71L -0 0 75 49δ-1 (n =119) ,R =0 9974.相关性优于文献值 .可以预示 ,该模型能更精确的预测饱和醇的沸点 .     

不饱和链烃沸点的拓扑研究

基于邻接矩阵与边价 (fi)定义边价连接性指数 ( mF) ,其中的0 F ,1 F与 2 94种不饱和链烃 (包括烯烃、炔烃及烯炔烃 )的沸点 (Tb)关联 ,得到良好的数学模型 :ln( 70 0 -Tb) =6 5 2 3 3 1-0 0 0 4880 F2 -0 3 46771 F0 5(n =2 94,R =0 9979,R2 =0 995 8,F =3 490 4,S =5 12 ) ,该回归模型经Jackknife法检验具有总体稳健性 .可以预示 ,该指数将在定量构效关系研究中成为重要参数 .     

分子电性距离矢量用于三嗪类化合物的构效关系研究

采用分子电性距离矢量(Molecular Electronegativity Distance Vector,MEDV)表征了三嗪类化合物的分子结构,并运用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)建立了该类化合物结构与其发光菌和大型蚤毒性的定量结构-毒性相关(Quanti-tative Structure-Toxicity Relationship,QSTR)模型,同时采用留一法交互检验对所建模型进行了分析和验证,建模计算值的相关系数R分别为0.970和0.952,留一法交互检验预测值的相关系数RLOO分别为0.917和0.921,并进一步阐述了结构与毒性之间的关系。结果表明,三嗪环上π电子离域程度减小有利于毒性增加,侧链N上取代基数目增加,化合物毒性减小。为进一步预测该类化合物的毒性,进行药物筛选提供了有效的理论依据。     

拓扑指数与手性化合物构效关系研究

传统的拓扑指数仅考虑原子间的连接关系,不能区分手性信息．故本研究对Am指数与分子连接性指数进行了扩展,并将其用于3-苯基哌啶类手性化合物的构效关系研究．扩展后的拓扑指数构造的数学模型优于用传统的Am指数与分子连接性指数得到的模型．同时进行了变量的两两相关性测试,结果显示所选3个变量之间的相关性较小．通过交叉验证,证明手性拓扑指数所得到的数学模型是稳定的．并进一步运用人工神经网络,得到了满意的结果．     

碱金属化合物磁化率的拓扑研究

根据经典电动力学推导出表征简单离子磁化率的磁性点价(gi).gi对简单离子具有良好的结构选择性,并与其摩尔磁化率(χm)显著相关.在分子图的邻接矩阵基础上,由gi建构新的连接性指数(mF),用于研究无机化合物的磁化率.其中的0F,1F与45种碱金属化合物(含5种简单阴离子和9种复杂阴离子)的摩尔磁化率(χm)具有良好的相关性,其数学模型为:χm=54.248-36.5500F-30.7721F,R=0.957.该模型在显著水平α=0.01下通过Fischer’s检验.结果表明,该方法计算简单,物理意义明确.     

Estimation and Prediction of Bioconcentration Factors of Nonionic Organic Chemicals in Fish by Electrotopological State Indices and Structural Parameter

Based on the characteristics of atom types, Hall＇s electrotopological state indices （En） are calculated for 165 nonionic organic compounds. On the basis of the characteristics of substituent and conjugated matrix, a novel molecular structure parameter （G） is defined and calculated for 165 molecules in this paper. En and G show good structural selectivity for organic molecules. G, a satisfactory relationship between bioconcentration factor （BCF） and En, is expressed as： 1gBCF = -0.283 ＋ 1.246G ＋ 0.079E42 ＋ 0.351E9- 0.063E17 （n＇ = 122, R = 0.967, F = 425.636, s = 0.394）, which could provide estimation and prediction for the lgBCF of nonionic organic chemicals. Furthermore, the model is examined to validate overall robustness with Jackknife tests, and the independent variables in model do not exist cross correlation with VIF. All these regression results show that the new parameter G and electrotopological state index have good rationality and efficiency. It is concluded that the En and G will be used widely in quantitative structure-property/activity relationship （QSPR/QSAR） research.     

烷烃同系物气相色谱保留指数的分子拓扑研究

定义了分子中原子的平衡电负性,并用原子的平衡电负性对分子图进行着色,在距离矩阵的基础上结合分子中各原子的支化度构建了一种新的拓扑指数N1,N2和N3。该拓扑指数对分子结构实现惟一性表征,具有优良的结构选择性。将拓扑指数N1,N2和N3与烷烃在固定相角鲨烷(柱温50　℃)及SE-30(柱温80　℃)上的气相色谱保留指数进行多元线性回归,结果表明烷烃的气相色谱保留指数可分别定量描述为I(Squalane)=23.97842N1-3.86562N2+0.787379N3+42.33061,I(SE-30)=23.83937N1-3.5687N2+0.939876N3+22.11952。用上述回归方程对烷烃的气相色谱保留指数进行预测,结果表明预测值与实验值的平均相对误差均为1.31%,预测结果误差在实验误差范围内。     

人工神经网络法预测炸药组分的色谱保留值参数

 以分子拓扑指数作为炸药组分的结构描述符 ,利用反向传播算法 (BP)人工神经网络 ,以Sigmoid函数为传递函数 ,分子连接性指数0 χ ,1χ ,2 χ与边邻接指数 (ε)为输入向量 ,反相高效液相色谱保留值参数logkw 和S为输出向量 ,将输入向量归一化至 - 3～ 3区间 ,输出向量归一化至 0～ 1区间 ,网络精度取 0 5 ,学习步长 η的初始值取0 2 ,动量因子α取 0 5 ,通过对 2 0种炸药的网络模型进行训练 ,建立了炸药分子结构与logkw 和S之间的定量模型。结果表明 ,该模型较好地反映了炸药分子结构与保留值之间的关系。     

苯甲酰胺衍生物对Hh信号通路抑制的理论研究

基于拓扑方法计算了16种嘧啶吗啉苯甲酰胺衍生物的电性距离矢量(Mt)。通过最佳变量子集回归建立其对Hedgehog信号通路抑制活性(IC50)与Mt的最佳三元数学模型(QSAR),其判定系数(R2)及逐一剔除法的交叉验证相关系数(Rcv2)分别为0.832、0.600。经Rcv2、VIF、FIT、AIC等检验,该模型具有良好的稳健性及预测能力。根据进入此模型的M66,M18,M2可知,影响嘧啶吗啉苯甲酰胺衍生物对Hedgehog信号通路抑制活性的主要因素是分子的二维结构特征CH3-、-CHf-、-NHg-、N-和HO-等结构碎片。     

基于人工神经网络研究芳胺喹唑啉衍生物的抗胃癌活性

基于分子电性距离矢量(M1)表征21个芳胺喹唑啉衍生物的分子结构,并与其对人胃癌细胞的抗癌活性(pI)关联.通过最佳变量子集回归方法建立上述化合物抗胃癌活性的三参数(M15、M18、M82)定量构效关系模型.其交叉验证系数(R2cv)、非交叉验证系数(R2)依次为0.386和0.737.通过R、R2cv.、VIF等检验...     

On QSAR Study of Stereoselectivity for Wittig Reaction

1INTRODUCTION Witting reaction is an important and well-known organic reaction.In this reaction system,phospho-nium ylides react with aldehydes or ketones to gene-rate olefins and phosphonium oxides.Obviously,the position of double bond in olefins is exactly the po-sition of carbonyl group in the reactants,so there are no other position isomers in products.Due to this advantage,Witting reaction has been widely used in organic synthesis[1].Witting reaction could introduce double bond to c…     

取代芳烃对某些生物急性毒性的拓扑学研究

提出了成键原子的生物活性值(ai),并建立其连接性指数(mA).其中的0A、1A与取代芳烃对斜生栅列藻、日本长腿蛙蝌蚪、绿藻等三种生物的急性毒性关连,相关系数(R)依次为0.9516、0.9564、0.9335,优于相应文献的研究成果.证明mA与取代芳烃生物活性的相关性优于著名的Kier指数(mXv).     

硫色烯并噻唑胺类衍生物对乙酰胆碱酶抑制活性的QSAR模型*

基于化学拓扑理论,计算20 种硫色烯并噻唑胺类衍生物分子的电性距离矢量指数(m_t)。经最佳变量子集回归方法建立上述分子对电鳗乙酰胆碱酶体外抑制活性(pM)与m_t的最佳三元QSAR模型,其判定系数(R₂)和逐一剔除法交叉验证系数R_cv2依次为0.936和0.850。通过R₂、R_adj2、F、R_cv2、V_IF、A_IC、F_IT等检验,该模型具有令人满意的稳健性和预测能力。依据模型建议硫色烯并噻唑胺类衍生物对电鳗乙酰胆碱酶体外抑制的可能机理：分子疏水性起到主要及正向作用,氢键则起次要且为负向作用。