多氯咔唑化合物热力学性质的神经网络预测

采用取代基片段值P和原子类型电拓扑状态指数Em有效表征了135个多氯咔唑化合物(PCCZs)的分子结构,通过选择变量与神经网络(BP)算法建立定量相关(QSPR)模型,以预测多氯咔唑化合物热力学性质.将选择的P,Em结构参数作为神经网络的输入层变量,热力学性质作为输出层变量,方程均采用5∶13∶1的网络结构,利用BP算法获得了3个令人满意的QSPR模型,它们的总相关系数分别为0.998 6,0.991 1和0.979 5,标准误差分别为2.123,3.237和3.952,利用这3个神经网络模型计算得到的预测值与文献值的相对平均误差分别为0.30%,1.85%和1.14%,表明模型具有良好的稳定性和预测能力.该神经网络模型所得结果优于多元回归方法所得结果,可用于对多氯咔唑化合物性质进行理论分析和预测.     

含氮杂环化合物理化性质和生物活性的QSPR/QSAR分析

在分子拓扑理论的基础上,计算了含氮杂环化合物的3类拓扑指数:分子连接性指数、形状指数和分子电性距离矢量.利用多元线性回归的方法建立了含氮杂环化合物的疏水性参数(lgP)和对淡水纤毛虫毒性(-lgc)的QSPR/QSAR(定量结构-性质/活性相关)模型,相关系数分别为0.998 1和0.980 6.模型经Jackknife法和逐一剔除法(LOO)交互检验证明具有良好的稳健性和预测能力,为了进一步提高相关系数0.980 6模型的相关性,以模型中的3个参数为人工神经网络输入层,设定3∶3∶1的网络结构,构建人工神经网络(BP)算法模型,相关系数R提升为0.993 3.该模型能很好地预测含氮杂环化合物的理化性质和生物活性.     

电性拓扑状态指数用于多氯联苯醚环境分配性质的QSPR研究

根据分子中的原子类型特征,计算了多氯联苯醚(PCDEs,包括联苯醚)所有210种可能分子结构的电性拓扑状态指数,并与其中107种PCDEs的环境分配性质蒸汽压(PL0)、辛醇/水分配系数(KOW)、水溶解度(Sw)建立了定量结构-性质相关(QSPR)模型,相关系数分别为0.9918,0.9915,0.9789,其计算值和实验值接近,优于文献结果.用Jackknife法检验了模型的稳健性,并对其余103种没有实验数据的PCDEs的性质进行了预测.结果表明,这些模型可以解释PCDEs环境分配性质的递变规律.     

取代硝基苯类化合物生物毒性的拓扑化学研究

在拓扑化学理论基础上,采用新型拓扑指数Tp1,Tp2和分子结构信息指示变量I对35个取代硝基苯类化合物的局部化学微环境进行了结构表征,并对其生物毒性进行了定量构效关系(QSAR)研究.实验结果表明,采用偏最小二乘回归法得到的拓扑模型相关系数R和标准偏差S分别为0.981 8和0.151 6,对35个取代硝基苯类化合物生物毒性实验值与计算值的相对平均误差仅为1.09%.留一检验法(LOO)交互检验测试结果显示,该模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

二噁英类化合物PCDDs的分子结构与分配系数的定量关系

二噁英类化合物PCDDs的毒性与正辛醇/水分配系数有关,利用分子图形学技术获得了分子连接性(Chi)指数中的3χ和4χpc以及电性拓扑状态(E-state)指数中的I9,基于多元回归技术构建了对PCDDs正辛醇/水分配系数作出精确估算的定量结构-活性相关关系,得到多元回归方程.预测结果和实验值较为接近,相对误差仅为1.72%.经Jackknife法证明了模型的稳定性和预测能力,相关系数均在0.93左右.     

昆虫酚氧化酶抑制剂的活性预测模型

采用电性拓扑状态指数(En)表征昆虫酚氧化酶(PO)抑制剂的分子结构,通过最佳变量子集回归的方法建立了57种PO抑制剂抑制活性(pIC50)的多元线性回归模型,非交叉相关系数和交叉相关系数分别为0.920和0.908,经Jackknife和变异膨胀因子(VIF)检验具有良好的稳定性和预测能力.该模型显示影响PO抑制剂抑制活性的主要因素是—OH,—O—和C=O等分子结构片段.以模型中的3个参数E13,E14,E16为人工神经网络输入层,设定3∶6∶1的网络结构构建人工神经网络的BP算法模型,相关系数达到0.988.结果表明,与多元线性回归模型相比,BP人工神经网络模型的相关性和预测能力均有较大的提高.     

多氯联苯醚和多溴联苯醚蒸汽压的定量相关研究

定义原子特征值fi＝(1+Δχ)[mi(ni-1)-hi],在邻接矩阵基础上建构了新的键价连接性指数mJ＝∑(fi×fj×fk...)0.5(其中,1J＝∑(fi×fj)0.5)和距离指数L＝∑(dX-O)0.5,并用多元回归法研究了107个多氯联苯醚(PCDEs)和23个多溴联苯醚(PBCDs)化合物的蒸汽压与1J,L的定量关系,建立了定量结构-性质相关(QSPR)模型,相关系数分别为0.992 0,0.997 8.用Jackknife法检验证明该模型具有良好的稳健性与预测能力,其计算值与实验值基本吻合,平均误差为0.11和0.07.     

罗望子挥发性组分气相色谱保留时间的构效关系

依据新建的价连接性指数(mJ)、电性拓扑状态指数(ei)及改进的电性距离矢量(mi)构建47种罗望子(Tamarindus indica L.)挥发性组分的定量结构-色谱保留相关(QSRR)模型.该模型的相关系数R=0.989,LOO(leave-one-out)交互验证相关系数RCV=0.978,证明所建模型具有良好的稳健性及预测能力.结果表明,多种指数联合能够较全面地表征分子结构特征,有效揭示影响化合物色谱保留时间的本质因素.     

胸腺嘧啶类抗艾滋药物的构效关系

为研究1-[(2-羟乙氧基)甲基]-6-(苯硫基)胸腺嘧啶(HEPT)类化合物抗艾滋新药的构效关系,用逐步回归方法筛选拓扑指数,并将其作为变量,建立了能估算和预测HEPT类化合物抗艾滋活性的定量结构-活性相关性模型.建立的多元线性回归方程复相关系数r2为0.847、标准误差为0.568.根据该多元线性回归方程预测得到活性的值和实验值较为接近,平均误差为0.493,模型的预测能力优于文献,故该模型能较好地解释HEPT类似物活性的递变规律.     

用形状指数研究苯酚类化合物对大型蚤的急性毒性

基于分子拓扑理论，计算了18种取代苯酚的Kier分子形状拓扑指数（^mK）．利用最小二乘法建立了不同pH值下11种取代苯酚对大型蚤急性毒性（pIC50）的QSAR模型，其相关系数（R^2）依次为：0．963（pH=6．0），0．966（pH=7．8），0.846（pH=9．0）．这些模型的计算值与其实验值基本吻合．通过留一法检验及对其余7种取代苯酚类化合物的pIC50值进行预测，结果表明该模型具有良好的稳健性和预测能力．     

取代苯甲醛类化合物的分子结构与溶解度的定量关系

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G**水平上对28种取代苯甲醛类化合物进行全优化计算获得了相应量子化学参数,利用线性逐步回归法建立取代苯甲醛溶解度的定量结构-活性相关性(QSPR)模型.采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳健性,选出了最佳模型,其复相关系数(R2),留一法(LOO)交互检验复相关系数(Rc2v),外部预测样本复相关系数(Re2xt)分别为0.935,0.933和0.842,表明所建立的QSPR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明:取代苯甲醛的溶解度lgSW与分子总能量,分子体积,分子最低空轨道能和最负原子的静电荷相关性较好.     

一种新的分子拓扑指数的意义及应用

定义了原子核外电子平均能量Ei结构半径Ri，并通过邻接矩阵定义了新的分子拓扑指数B和系列拓扑指数^pB，把原子间的相互作用情况推广到非相邻原子间的相互作用，同时在此基础上进一步提出了系列拓扑指数^pB。用^pB对SiHmXn和SiHmXn型化合物的热力学性质进行了相关性研究，其相关系数均在0．95以上，而^pB与卤代烷的标准生成焓的多元相关系数也在0．96以上．     

乌药化学成分结构参数与色谱保留时间的关系

乌药含有呋喃倍半萜、黄酮、生物碱、挥发油等多种化学成分,具有抗氧化、抗肿瘤及抑菌等活性.为研究乌药化学成分的性质,计算了乌药化学成分的分子连接性指数和电性拓扑状态指数,并筛选分子连接性指数中的⁰X,⁵X和⁵X_c,以及电性拓扑状态指数中的E₁,E₂和E₃,将这6种结构指数作为神经网络的输入层变量,色谱保留时间作为输出层变量,做回归分析,采用6∶5∶1的神经网络结构,构建了预测能力较强的预测模型.该模型总相关系数r_t为0.994 0,训练集相关系数为0.992 9,测试集相关系数为0.997 0,验证集相关系数为0.997 9,利用该模型计算得到的保留时间预测值与实验值吻合度较好,相对平均误差为2.66%.结果表明,乌药化学成分的色谱保留时间与6种结构参数之间具有良好的非线性关系.     

铜离子注入医用热解碳的抗菌性能

用革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌,研究了铜离子注入医用热解碳后的抗菌性能.铜离子注入能量为70keV,注入剂量为5×1014～1×1018ion·cm-2.抗菌实验结果表明,铜离子注入样品后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抗菌效果;抗菌率随注入剂量的增加而提高,在注入剂量接近饱和剂量1×1018ion·cm-2时,抗菌率达到100%.应用卢瑟福背散射(RBS)分析技术,分析了热解碳中铜离子的分布,并初步探讨了铜离子的抗菌机理.     

药物对Caco-2单细胞层穿透性的QSPR研究

Caco-2单细胞层用于模拟或预测体内小肠吸收均较剥离的小肠膜效果好．利用偏最小二乘分析方法研究VolSurf参数与药物透过Caco-2单细胞层的渗透系数之间的定量结构-性质关系（QSPR）,得到较好的结果（r^2—0．95,q^2=0．75）．对其它类药物的预测结果表明,用结构不同的化合物所建立的模型对肽类药物以及同系物分子均有一定的预测能力,但是当分子的求性键多,可能形成分子内氢键时,模型的预测能力大大下降．参数分析表明对Caco-2单细胞层渗透性高的药物分子必须具有合适的氢键给体和受体;分子内局部能量极小值越大,对渗透越有利;在一定范围内体积大且球形性高的分子对渗透有利．     

挤压-堆积复合法制备As2S3红外硫系玻璃光子 晶体光纤及其特性研究

在利用多极法优化设计光子晶体光纤结构的基础上, 充分结合挤压和堆积两种方法的优点, 提出了基于挤压-堆积的新型硫系光子晶体光纤制备技术, 利用As2S3硫系玻璃制备了三层孔环结构光子晶体光纤. 通过理论模拟分析得出了该光纤的色散特性和零色散点, 测试了1550nm近红外光纤激光在该光纤中的传输效果和纤芯光斑能量分布, 利用该光斑测试验证了该光纤在近红外的光能传输局部限制能力和光子晶体的光学初步控制现象.     

二苯并七员杂环化合物的稳定性及共振能

本文用Aihara提出的拓扑共振能（TRE）方法和Gimarc提出的拓扑电荷稳定性（TCS）规则阐明了二苯并七员杂环化合物的稳定性及共振能．计算结果表明二苯并[b，f]和二苯并[b，d]七员杂环化合物因有正共振能而具有芳香性并且服从TCS规则．     

硫尿嘧啶特征振动的密度泛函理论分析

采用密度泛函理论的B3LYP交换关联能泛函,在6-311+G(2df,2p)基组水平上,对尿嘧啶及硫尿嘧啶分子进行优化计算,发现硫尿嘧啶两个互变异构体中,硫取代7位置氧(U7S)的总能量为-20080.0636eV,硫取代3位置氧(U3S)的总能量为-20079.9896eV,U7S的总能量较小,较为稳定.在同样基组水平上对这些分子进行振动频率分析,发现尿嘧啶分子C—O健伸缩振动频率约为1770cm-1,而形成硫尿嘧啶时,与之相对应的S—O键伸缩振动频率约为1160cm-1,发生了约600cm-1的红移,且红外活性减弱.对应于该振动模式的力常数从16N·cm-1降低至3N·cm-1,折合质量由8amu降至3.8amu,力常数的减弱是产生这一振动红移的主要原因.