定量结构-性质关系在分析化学中的应用研究进展

定量结构-性质关系研究应用理论计算方法和各种统计分析工具相结合,研究系列化合物的结构与其生物学性质和各种物理化学性质之间的定量函数关系．它不仅可以建立预测化合物的各种物理化学性质以及生物活性的理论,而且还可以发现和确定对化合物的各种性质起决定作用的结构因素,从而在分子水平上了解物质的微观结构对各种宏观性质的影响,在很多领域得到了广泛的应用．主要介绍定量结构—性质关系在分析化学中的应用研究,主要包括在色谱分析、毛细管电泳分析中的应用两大部分．     

香水百合头香成分的定量结构-色谱保留关系研究

采用固相微萃取(SPME)/气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析香水百合的头香成分,通过保留指数与质谱解析相结合的方法,共鉴定出(E)-罗勒烯、芳樟醇、苯甲酸甲酯、(E)-2-甲氧基-4-(1-丙烯基)-苯酚、4-甲基-2-甲氧基苯酚、月桂烯和(Z)-罗勒烯等35种化合物.采用多元线性回归(MLR)方法建立定量结构-色谱保留关系(QSRR)预测模型,并对训练集及测试集中化合物的保留指数进行预测, 结果表明,计算值与预测值接近,QSRR方程预测性能较好.     

有机污染物在碳纳米管吸附的定量结构-性质关系

对一系列共59个芳香性分子进行了HF/6-31G^*水平上的结构优化,并在优化结构上进行了分子静电势及其导出参数的计算,应用多元线性回归方法建立了碳纳米管吸附有机污染物的平衡常数与分子结构间的定量关系. 结果表明,分子表面静电势参数（V_min、σ₊² 和ΣV_ind⁺）结合分子表面积（S）和最低空轨道能级（ε_LUMO）可以很好地用于构建碳纳米管吸附的定量结构-性质关系（QSPR）模型. 模型中引入的参数均具有明确的物理意义,其合理性可以从污染物与碳纳米管或水分子间相互作用的角度进行解释. 模型的稳定性和预测能力经“留一法”和Monte Carlo 交叉验证法进行了确证. 本文亦采用支持向量机（SVM）、最小二乘支持向量机（LSSVM）和高斯过程（GP）等三种方法建立了上述参数与碳纳米管吸附性质的非线性模型. SVM和LSSVM模型表现出强的拟合能力,但预测能力明显不如其他模型. GP模型无论是拟合能力还是预测能力都是最佳,但并没有明显地优于线性模型,说明对本文研究体系而言,其分子结构与性质间的关系主要以线性形式存在.     

有机污染物在碳纳米管吸附的定量结构-性质关系

对一系列共59个芳香性分子进行了HF/6-31G*水平上的结构优化,并在优化结构上进行了分子静电势及其导出参数的计算,应用多元线性回归方法建立了碳纳米管吸附有机污染物的平衡常数与分子结构间的定量关系.结果表明,分子表面静电势参数(Vmin、σ2+和ΣV+ind)结合分子表面积(S)和最低空轨道能级(εLUMO)可以很好地用于构建碳纳米管吸附的定量结构-性质关系(QSPR)模型.模型中引入的参数均具有明确的物理意义,其合理性可以从污染物与碳纳米管或水分子间相互作用的角度进行解释.模型的稳定性和预测能力经"留一法"和Monte Carlo交叉验证法进行了确证.本文亦采用支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)和高斯过程(GP)等三种方法建立了上述参数与碳纳米管吸附性质的非线性模型.SVM和LSSVM模型表现出强的拟合能力,但预测能力明显不如其他模型.GP模型无论是拟合能力还是预测能力都是最佳,但并没有明显地优于线性模型,说明对本文研究体系而言,其分子结构与性质间的关系主要以线性形式存在.     

醇类化合物热值改进剂的定量结构-性质关系研究

醇类化合物燃料作为一种新型的可再生清洁能源,目前是代替燃油及煤的优良环保型燃料.本文计算表征了醇类化合物热值改进剂的4个分子连接性指数和5个量子化学参数,用多元线性回归方法对参数进行了优化筛选,获得了醇类化合物热值改进剂的定量结构与热值性质的关系模型,其相关系数R为0.961.计算结果表明:与醇类化合物热值改进剂的热值显著相关的变量是最低空轨道能量ELUMO、最低空轨道能量与最高占有轨道能量差△E、总能量ET,预测值与相应的实验值较好吻合,所建模型具有良好稳定性和预测能力,与分子连接性指数等的相关程度较好.     

用定量结构性质关系预测表面活性剂的Krafft点

以空间、电子、热力学等方面的微观性质作为描述符,建立了阴离子表面活性剂Krafft点与微观结构参数之间的关系。这些描述符包括:辛醇/水分配系数LogP、分子能量Energy、最高占据轨道能量HOMO、分子体积V和偶极距Dipole-z等。通过阴离子表面活性剂的Krafft点和5个结构性质参数之间的关系式,可以预测和计算阴离子和其它离子型表面活性剂的Krafft点。     

基于分子表面静电势参数研究多环芳烃化合物的定量结构-性质关系

对一系列多环芳烃分子进行了HF/6-31G^*水平上的结构优化,在优化结构上进行了分子静电势及其导出参数的计算.运用多元线性回归方法对多环芳烃的沸点、色谱保留指数、水溶性、正辛醇/水分配系数、正辛醇/空气分配系数、土壤吸附性、亨利系数以及生物富集因子等理化性质与分子的结构参数进行了关联.结果表明:分子空间和表面最负的静电势(V_min和V_s,min)、分子表面正的静电势和负的静电势的求和(∑V_s⁺和∑V_s^-)、表面静电势的平衡参数(ν)加上分子的体积可以很好地用于表达多环芳烃分子理化性质与其分子结构间的定量关系.     

用定量结构性质关系预测表面活性剂的浊点

用结构、电子、空间和热力学等性质为描述符，建立了宏观性质非离子表面活性剂浊点与微观结构之间的定量结构性质关系. 这些描述符包括辛醇/水分配系数lgP、分子表面积A、相对分子质量Mr、偶极矩μ-y和μ-z.通过49个非离子表面活性剂浊点的实验数值与五个性质之间的关系式，成功地预测了其他非离子表面活性剂的浊点.     

Prediction on Critical Micelle Concentration of Nonionic Surfactants in Aqueous Solution： Quantitative Structure-Property Relationship Approach

IntroductionCriticalmicelleconcentration (cmc)ofsurfactantsinaqueoussolutionisoneofthemostusefulparametersforcharacterizingthepropertiesofsurfactants.Overaverynarrowconcentrationrangearoundthecmctransitionsoftheexistenceofsurfactantsoccurfrommonomer ,premicel lartomicellar .Andcompanyingthesetransitions ,manyotherimportantpropertiesofsurfactantsolution ,suchassurfacetension ,interfacialtension ,conductivity ,osmoticpressure ,detergency ,emulsification ,foamingandsoon ,alsochangesharplyatthepoi…     

Quantitative Structure—Property Relationship on Prediction of Surface Tension of Nonionic Surfactants

When a surfactant is solved into a solvent, it will adsorb onto the surface of the solution and reduce the surface free energy to a marked degree. The surface free energy, which is the minimum amount of work required to create that surface, is usually measured by surface tension. The minimum of surface tension 0g is the most useful key for characterizing the activity of surfactant. It is well known that 0g is determined by the molecular structure of surfactant, i.e., the contributions from …     

定量结构-性质相关原理在阴离子表面活性剂临界胶束浓度预测中的应用

利用定量结构-性能相关（QSPR）原理，建立起了8类不同结构，计40个阴离子 表面活性剂临界胶束浓度（cmc）的定量模型。所得到的最佳模型包括：分子总能 量（E_T）、分子生成热（ΔH_f）、分子偶极矩（D）、前线分子轨道能量（E_ (LUMO),E_(HOMO)）及憎水基0级Kier & Hall指数（KHO），计6个描述符，复相关 系数R~2 = 0.9778。     

有机物气相色谱法中光离子化灵敏度的定量结构与性质相关性研究

把Ａｍ拓扑指数与分子连接性指数用于有机化合物气相色谱分析的光离子化灵敏度的结构－性质相关性研究中,并将遗传算法（ＧＡ）引用于本研究中建模,与相应体系的光离子化灵敏度进行相关分析时发现,Ａm指数,分子连接性指数均能较好地反映化合物的结构特征,但各有特点,ＧＡ算法所得结果优于多元回归分析。     

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%。     

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     

芳香胺类化合物N—H键离解能的定量构效关系研究

基于启发式方法(HM)和BP人工神经网络方法建立了5个参数的定量结构性质关系(QSPR)模型, 用于预测80个芳香胺类化合物N—H键的键离解能(BDE). 通过两种方法分别建立了线性和非线性的QSPR模型, 相关系数R分别为0.823和0.976. 通过对模型的稳定性和预测能力进行比较, 发现BP人工神经网络方法能够更好地预测芳香胺类化合物N—H键的BDE值.