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%。     

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。     

饱和链烃图特征和热力学性质

本文讨论饱和链烃分子异构化和热力学性质之间的关系.首先利用图论方法引进描写分子支化度的α_N指数,该指数能分辨仅有微小结构差异的饱和链烃分子,给出支化结构的合理描述.在此基础上,得到了利用分子图特征参量计算饱和链烃热力学量(如:沸点、密度、生成焓、原子生成热、折射率和色谱保留指数等)的统一表达式.     

电拓扑状态指数在有机污染物理化性质和毒理学性质预测中的应用

电拓扑状态指数既表征了各原子在分子中的拓扑信息,也描述了分子中所有原子之间的电性关系.本文概述了电拓扑状态指数的原理和特点,描述了电拓扑状态指数在预测有机污染物理化性质及毒理学性质中的应用.对建立的定量构效关系/定量结构性质关系(QSAR/QSPR)模型的分析表明,有机污染物的沸点、色谱保留指数、溶解度等理化性质以及生物毒性、生物降解性与电拓扑状态指数均具有良好的相关性.     

分子间力与物质的一些性质

分子间的作用力一般可以分为两大类。一类是化学力或称短程力。这类作用力就是化学键。另一类是长程力,就是平常所指的分子间力。分子间力是决定物质的许多物理性质的原因之一。例如沸点、熔点等存在着一定的规律性。这些规律性可以用分子间力来解释。又如某些物质(像惰性气体)虽然以单原子存在不能生成双原子分子,但却能生成水合物。这也可以用分子间力来解释。同样,物质为什么能液化,物质间为什么能够溶解。这些问题也要归结于分子间力。这些问题是学化学和物理的人所常遇到的问题。     

多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测

沸点(BP)是有机分子液体的基本物理化学量, 也是化学工业生产中的重要参数. 有机分子的沸点由分子结构决定, 呈现复杂的结构-沸点关系, 函数法(Function Method)、基团贡献法(Group Contribution Method)等传统方法无法应对复杂多样有机分子结构的预测, 应用范围狭窄, 预测精度低. 本研究中, 我们利用基于人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)的多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测. 我们构建了基于可解释性描述符的ANN、基于相关性描述符的ANN及基于复合分子指纹的SVM三个异质模型, 并通过包含4550个各种类别的有机分子沸点的数据集进行训练得到了三个异质性学习器, 最后集成三个学习器对有机分子沸点进行预测. 相比于传统方法和此前的定量结构性质关系(QSPR)模型, 多组件模型结合了三种模型的优点, 展现出很好的预测精度和泛化能力以及低的过拟合, 实现了对多种类型有机分子的沸点的有效预测.     

量化参数对脂肪醇的Tb,-1gSW,1gKOW的QSPR研究

利用C-O键上C原子电荷Qc和分子所含C原子个数Ⅳ作为醇分子结构描述符对其沸点巩、在水中的溶解度Sw及辛醇／水分配系数（k）进行了QSPR研究．Qc的计算采用Chemoffice 8．0中的MOPAC-AM1量子化学法,容易获取,它表征了醇分子同分异构体之间的结构差异．多元回归分析结果表明醇分子的Tb,-lg Sw,lgKow都随分子所含C原子数Ⅳ的增加而增加,随着C-O键上C原子电荷Qc的增大而减小,复相关系数均在0．99以上．MOPAC-AM1方法计算的量化参数Qc用于与脂肪醇的水溶解性关联优于分子连接性指数．     

脂肪酯结构与密度之间定量关系的探讨

根据分子拓扑学, 用描述分子中原子连接性的距离矩阵和反映原子特性的染色矩阵表征分子结构, 发展了一种结构性能关系研究的新方法。据此探讨了脂肪酯结构与密度的关系, 提出了一个既能合理表征脂肪酯结构性能关系, 又能预测密度的定量关系式。     

一个新的分子拓扑指数

通过将键参数和量子数引入原子点价,重新定义原子点价δiY,认为分子中某一原子的δiY与该原子的杨氏电负性力标、价电子数、成键电子数及最外层主量子数有关.由此提出新的分子拓扑指数mXY.并用一级指数1XY与饱和烷烃的沸点、液体热容、气体热容、蒸发热、临界温度、临界压力,卤代苯的辛醇/水分配系数,烷氧氯硅烷的气相色谱保留指数、含氮杂环化合物的毒性,碱金属卤化物的晶格焓与F心能带,卤化锡的119Sn Mossbauer等性质/活性进行相关关系的研究.结果表明,1XY与有机物和无机物的性质/活性间具有广泛良好的相关性.     

分子连接性指数(mZh)与烷基苯理化性质的相关性研究

定义有机物分子中成键原子点价δiz.基于δiz和分子图的邻接矩阵,建构一种新的分子连接性指数mZh(m=0,1),并研究了0Zh,1Zh与烷基苯的燃烧热、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、正辛醇/水分配系数等10种物理化学性质的相关性.结果表明:0Zh,1Zh与烷基苯的物理化学性质具有优良的性质相关性,二元相关系数均在0.99以上;以0Zh,1Zh和分子中C原子数NC为自变量的三元线性回归方程对烷基苯理化性质的预测结果相当令人满意.     

烷基苯凝聚型性能与分子结构之间关系的探讨

本文根据分子结构的特点，用图论方法探讨了烷基苯的凝聚型性能与其分子结构之间的关系，用四个结构信息指数描述了分子的大小和形状、烷基的大小和数目及烷基在苯环上的位置对凝聚型性能的影响，据此提出一个具有一定结构基础的定量关系式。应用这一定量关系，不仅能够预测烷基苯的沸点、密度和折光指数，而且有助于揭示物质结构与性能之间的奥秘。计算结果表明计算值与实验值的一致性令人满意。     

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.     

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。     

计算烷烃沸点的新方法-基团键贡献法

根据分子中基团的特性和连接性,将基团贡献法和化学键贡献法结合在一起,发展了一种直接根据分子结构信息计算烷烃沸点的新方法-基团键贡献法,此方法同时具有基团贡献法和化学键贡献法的特点。对753种烷烃(C2～C100)的计算结果表明,沸点计算值与实验值的一致性令人满意,平均误差0.46%。     

拓扑-量子指数醛酮气相色谱保留指数及沸点的定量构效关系

通过对醛酮化合物分子结构特征及其气相色谱保留指数(RI)和沸点与分子结构间关系的研究,提出了分子极化效应指数(MPEI)、奇偶指数(OEI)、立体效应指数(SVij)、顶点度-距离指数(VDI)及键连接矩阵特征根(∑X1CH)等拓扑-量子结构参数,用多元线性回归(MLR)方法获得了醛酮类化合物的沸点及其在不同极性色谱柱上的气相色谱保留指数与这些拓扑-量子指数间良好的定量结构-性质相关(QSPR)模型,相关系数均大于0.99。5个分子结构参数具有明确的物理化学意义且易于计算和运用。与文献研究的比较结果表明:由上述分子结构参数得出的模型方程适用于各类醛酮化合物的气相色谱保留指数及沸点的预测且具有较好的稳定性和准确性。     

乙烷氟氯衍生物常压沸点与结构之间的定量关系

构建了一个新的自相关拓扑指数0 Lk,并研究了乙烷氟氯衍生物的常压沸点Tb 与其基团零价自相关指数0 Lk 之间的定量关系 ,给出了相关方程 ,相关系数 (R =0 .96 33)为良好级 .估算的 36个乙烷氟氯衍生物的常压沸点与实验值相吻合 .还对一些没有常压沸点的乙烷氟氯衍生物进行了预测 ,预测的沸点数据指出CHF2 CHF2是CFC3 可能的代用品     

Estimation of pure component properties. Part 4: Estimation of the saturated liquid viscosity of non-electrolyte organic compounds via group contributions and group interactions

A new group contribution method for the prediction of pure component saturated liquid viscosity has been developed. The method is an extension of the pure component property estimation techniques that we have developed for normal boiling points, critical property data, and vapour pressures. Predictions can be made from simply having knowledge of the molecular structure of the compound. In addition, the structural group definitions for the method are identical to those proposed for estimation of saturated vapour pressures. Structural groups were defined in a standardized form and fragmentation of the molecular structures was performed by an automatic procedure to eliminate any arbitrary assumptions. The new method is based on liquid viscosity data for more than 1600 components. Results of the new method are compared to several other estimation methods published in literature and are found to be significantly better. A relative mean deviation in viscosity of 15.3% was observed for 813 components (12,139 data points). By comparison, the Van Velzen method, the best literature method in our benchmarking exercise produced a relative mean deviation of 92.8% for 670 components (11,115 data points). Estimation results at the normal boiling temperature were also tested against an empirical rule for more than 4000 components. The range of the method is usually from the triple or melting point to a reduced temperature of 0.75–0.8. Larger than average deviations were observed in the case of molecules with higher rotational symmetry, but no specific correction of this effect was included in this method.