硫醇、醛酮、硫醚分子量子拓撲化學的QSPR-QSAR研究.pdf

1、定量結構-性質相關（quantitative structure-property relationship,QSPR），定量結構-活性相關者（quantitative structure-activity relationships QSAR）的研究已成為化學、環(huán)境、生命等學科研究中的一個前沿領域。分子拓撲指數(shù)作為從分子圖提取出來的不變量，能有效表征分子的大小、形狀、分支等結構特征，以此建立定量結構-性質/活性模型并對分子的性質/活性

2、進行估算和預測，已成為分子結構與性質/活性關系QSPR/QSAR研究的重點和前沿。近些年來發(fā)展的量子化學通過表征分子的某種特征而實現(xiàn)分子結構信息的數(shù)值化，量子化學方法能夠合理有效的對化合物分子層面進行有效的表征。本文將分子拓撲方法與量子化學方法結合起來,將量子化學方法計算的部分結果引入分子的拓撲結構中,構建新的分子量子拓撲指數(shù)，從而實現(xiàn)對物質的性質/活性規(guī)律進行量子拓撲化學的定量描述。
　　本文主要從以下方面進行：
　?。?

3、）結構優(yōu)化和量化計算運用密度泛函理論(DFT)，采用Gaussian03程序，在不同基組B3LYP水平上對硫醇、醛酮、硫醚等化合物的分子進行幾何結構的優(yōu)化。并對分子的Gibbs自由能（G）、恒容摩爾熱容（CV）、熵（S）、配分函數(shù)（lgQ）、最高占據(jù)軌道(HOMO)能量（eH）、最低空軌道（LUMO）能量（eL）、羰基碳氧原子的電荷(QC、QO)、偶極矩（m）、原子間的距離（d）等進行理論計算。
　?。?）指數(shù)構建改進硫醇、醛酮、

4、硫醚等化合物分子的距離矩陣，將原距離矩陣中原子的拓撲距離替換成量子化學計算的實際原子的空間距離，在矩陣的對角線上引入按原子的基團電負性計算的原子的平衡電負性，計算改進矩陣的最大特征值λmax，按式QT=logN*logλmax，計算得分子量子拓撲指數(shù)QT。
　　（3）模型建立將計算的分子量子拓撲指數(shù)QT結合Gaussian所計算的量化參數(shù)，采用多元線性回歸分別建立硫醇、醛酮、硫醚等化合物性質的回歸模型。所建硫醇8種性質的模型大部分

5、回歸的R值在0.99以上；72個脂肪醛酮的沸點模型R>0.99，色譜保留指數(shù)模型 R>0.98；61個硫醚的四種色譜保留指數(shù)模型R>0.93，3個大于0.95?？傮w上所建模型合理有效。
　　（4）模型檢驗對所建立的模型采用留一交叉驗證法（LOO CV）及隨即抽樣法進行驗證。將計算所得預測值與實驗值進行比較，留一交叉檢驗法的多重相關系數(shù)RCV模型的R值接近，表明構建的模型穩(wěn)健、合理、有效。
　　該方法有望在物質的QSPR/QS