分子连接性指数^mX^2与烷基苯标准生成焓的定量关系

分子连接性指数^mX^2与烷基苯 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 生成焓的定量关系 分子连接性指数^mX^2与烷基苯标准生成 焓的定量关系 第19卷第6期夫化乎2004年12月 分子连接性指数与烷基苯 标准生成焓的定量关系 张玉林郭满才 (西北农林科技大学生命科学学院杨陵712100) 摘要提出了计算有机物分子中成键原子点价的新方法,以为核心建构了一个新的分 子连接性指数(m=0,1),并探讨了指数与烷基苯标准生成焓一?的相关性,结果表 明,指数对于烷基苯具有良好的结构选择性和性质相关性.以.,和碳原子数?为自变量 的三元线性回归方程为:一?f=58.008.+27.075.+929.836N一1504.311,该方程对烷基苯 标准生成焓的预测结果令人满意. 在有机物的定量结构一性质/活性关系(QSPR/QSAR)研究中,分子拓扑指数的应用很广 泛.所谓分子拓扑指数,是采用图论方法从分子图中获得的表征分子结构的一种数学量.目 前已知的分子拓扑指数约有100余种,其中Randic—Kier连接性指数的应用最为广泛,也最 为成功.近年来,国内很多学者对连接性指数的核心概念——点价(进行改进,由此建构新 的拓扑指数",不断取得很有意义的成果.本文介绍了一个计算有机物分子中成键原子点 价的新方法,以为基础建构了一个新的分子连接性指数,并研究了(m=0,1)指数 与烷基苯标准生成焓一?的相关性,结果表明,指数对烷基苯具有良好的结构选择 性和 性质相关性. 1分子连接性指数 有机物分子中成键原子的特征,主要由原子的结构和性质以及原子所处的化学环境等因 素决定,由此我们提出了一个计算成键原子点价的新方法,其公式为: : i 式(1)中,,Zi分别为原子i的核外电子层数和价电子数,h为与原子i直接键合的氢原子 数,,E分别为分子图中原子i的顶点度和边度. 在有机物的分子图中,顶点代表原子,边代表化学键.对分子 图的各顶点进行随机编号.与顶点i直接相连的顶点的个数叫做 i的顶点度,以表示;与顶点i直接相连的边的数目叫做i的边 度,以E表示.例如,叔丁基苯的分子图如图1所示,其中数字1 到1O为顶点(C原子)的随机编号,根据以上定义,顶点1到1O的 52 4 图1叔丁基苯的分子图 顶点度分别为3,2,2,2,2,2,4,1,1,1,边度分别为4,3,3,3,3,3,4,1,1,1.按照式(1),叔丁基 苯分子中碳原子1到10的点价依次为,,,,,,4,1,1,1. 在分子邻接矩阵的基础上,由建构分子连接性指数.按照连接性指数的计算形 式,指数的计算通式为: = ?(??……)..(2) 其0阶指数(.)和1阶指数()的计算公式为: . = ?()(3) = ?(?)(4) 式(3)中?表示对分子中所有的原子求和;式(4)中?表示对分子中全部的化学键求和. 用式(3),式(4)计算得到叔丁基苯的.,分别为: . = ()..+()..×5+4..+1-0.5×3=7.5614 = (×)..?×2+(×)..×4+(×4)..?+(4×1)..×3:4.5449 用式(1),式(3),式(4)对文献[5]中48个化合物的.,进行计算,结果列于表1.表 1中还列出了文献[5]中的F值,以便进行比较.由表1可见,.,蕴含了烷基苯分子的大 小以及烷基苯分子中烷基的数目,烷基的结构和烷基的位置等分子结构信息,即指数反映 了烷基苯分子的结构特征. 2【J,l=O,1)指数与烷基苯标准生成焓一?,的相关性 烷基苯的一?主要决定于它们的自身结构,而指数正好反映了烷基苯分子的结构 特征,因此烷基苯的一?与指数必然存在着相关性.根据散点图,我们提出如下数学模 型: 一 ?f=A+B(5) 式(5)中A,B为待定常数.用计算机对文献[5]中48个化合物的一?与其.和分别 进行拟合,得到一元线性回归方程为: 一 ?f=1425.643.一2191. 547(6) 凡=48,R=0.998(0.999964),F:10622.96,s=240.10 一 ?f=1937.898一961.575(7) 凡=48,R=0.999(0.999964),F=36447.85,s=129.82 式(6)和式(7)中,凡,R,F,s依次为回归方程的样本数,相关系数,F检验值和标准偏差(括号 内的数据为文献[5]中用F指数进行相应的回归所得到的结果,下同).用式(7)计算了上述 48个化合物的一?,计算值列在表1中.为了便于比较,表1中还列出了文献[5]的计算结 果.由表1可见,式(7)的计算结果比文献[5]稍差,但却相当接近. 如果仅对直链烷基苯(即编号为2,3,7,l5,37,48的化合物)进行回归,得到一元线性回 归方程为: 一 ?f=1392.082.一1655.755(8) . S3 n=16,R=1.000,F=923594419.90,s=0.60 一 ?f=1965.834一1229.951(9) n=16,R=1.000(1.0000),F=1476179.71,s=14.94 式(8)对16个直链烷基苯的计算值与实验值的平均误差为0.43,平均相对误差为0.0049,比 文献[5]相应的计算结果稍好.式(9)的平均误差为8.38,平均相对误差为0.11. 为了充分表达分子结构信息,提高相关性,将.,作为两个独立变量,与上述48个化 合物的一?关联,得到二元线性回归方程为: 一 ?f=470.854.+1301. 694Xz一1388.470(1o) n=48,R=1.000,F=77151.09,s=63.12 在式(1O)中再引入另一个自变量碳原子数?,得到三元线性回归方程为: 一 ?f=58.008.+27. 075+929.836N一1504.311(11) n=48,R=1.000,F=46893302.93,s=2.09 用式(11)计算了上述48个化合物的一?,计算结果列在表1中.由表1可见,式(11) 的计算值与实验值符合得很好. 表1苯和烷基苯的(m=o,1),F,与一?f 注:一?f()是标准生成焓的实验值;一Af(ca1)是标准生成焓的计算值;误差?=(一?f())一 (一?();平均误差:?1?1/48,平均相对误差:?(=×10o)/48. 3结果讨论 (1)是表征成键原子特征的结构参数. 式(1)中,,Zi可以表征成键原子的结构和性质;Vi,E,Z—h可以表征成键原子的 成键状况;对于sp杂化的原子,Vi=E,V/E:1,对于sp和sp杂化的原子,Vi<E, Vi/E<1,因此V/E可以表征原子i的杂化状态;所以,式(1)中(Z—h)可以用来表征原 子i在分子中所处的化学环境.由此可见,式(1)具有明确的物理意义,由式(1)计算的是 一 种表征成键原子特征的结构参数. 同一种原子,由于氧化状态不同或者杂化状态不同,其成键状况必然不同,由式(1)计算 的值也必然不同,因此,能够有效地区分同一原子的不同氧化状态或者同一原子的不同 杂化状态.叔丁基苯分子中C,C的值分别为和4,就说明了这一点. (2)指数是一种比较优良的分子拓扑指数. 5S " 一 种新的分子拓扑指数的提出应该同时具备高的选择性(即唯一性)和良好的相关 性".文献[5]报道的,指数,虽然与烷基苯一?有优良的性质相关性,但其结构选择性 较差,对同分异构体的分辨率较低.对于碳原子数N=10的烷基苯同分异构体,.,和F 指数的Razinger选择性系数依次为0.32,0.68,0.32,这就说明.的选择性与F指数相同, 而的选择性显着地优于F指数.式(6),(7),(8),(9)的回归结果表明,.,与烷基苯 一 ?的相关性与,指数大致相当,它们对烷基苯一?都呈现优良的性质相关性.总 之,指数对于烷基苯是一种结构选择性和性质相关性均较佳的分子拓扑指数. (3)本文方法揭示了影响烷基苯一?的本质因素. 式(11)的回归结果表明,.,和?共同揭示了影响烷基苯一?的本质因素,其中 碳原子数?是影响烷基苯一?变化规律的主要因素.一般来说,化合物的一?具有加 和性,指数也具有加和性,一?f与指数之间必然存在着内在联系..,都随着碳 原子数?的增加而增大,因此,在.,和N3个结构参数中,碳原子数?必然成为影响烷基 苯一?变化规律的主要因素. 无论是值的计算,还是.,值的计算,都不涉及高深复杂的数学知识和数学运算, 也不需要查找任何化学数据,只需画出分子图便可实现.因此,本文方法计算简单,应用方便. 应用式(11)可以方便,准确地预测烷基苯的标准生成焓,这具有一定的实际意义. 参考文献 lRandicM.JAmChemSoc,1975,97(23):6609 2余训民,余训爽.有机化学,2001,21(9):658 3冯长君,陈艳,李鸣建.有机化学,2002,22(3):206 4秦正龙.有机化学,2002,22(6):436 5杨锋,罗明道,颜肖慈,等.有机化学,2000,20(3):410 6许禄.化学计量学方法.北京:科学出版社,1995 第2届全国实验室管理科学研讨会通知 由中国 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 测试协会主办,《分析试验室》编辑部承办的第2届全国实验室管理科学研讨会定于2005年 4月中旬在安徽黄山市召开. 会议内容包括实验室管理科学,实验室认证认可,实验室比对,实验室信息管理系统(LIMS),实验室仪器 设备运行及考核,实验技术人员 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 等有关方面的学术研讨.会议将邀请国内有关专家做大会 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ,欢迎各 行业的实验室管理人员及实验室科研工作人员参加会议. 请在2005年2月28日前将录有会议征文文章 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目和摘要的软盘邮寄(或用电子邮件发送)到会议筹备 组(3日内收到筹备组的回复邮件方为发送成功),并请注明联系人,详细通信地址,联系电话,传真号码及 E—mail地址.经审查录用的会议征文可在《分析试验室》期刊上正式发表. 欲参加会议的各界人士请于2005年2月28日前与会议筹备组联系,以便寄发下一轮通知. 筹备组地址:北京新外大街2号603室实验室管理会议筹备组邮政编码:100088 电话/传真:010~2013328E—mail:ana—info@263.net联系人:孙臣良 56