分子连接性指数的种类

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1、分子连接性指数的种类分子连接性指数的种类 ABC1. 陈艳，冯长君. 部分有机污染物气相色谱保留指数的 QSRR 研究J. 计算机 与应用化学，200724（10）：14041408.理论与方法：理论与方法：距离调和指数 Tc的定义和计算： 用隐氢图来表示化学结构，隐氢图中的顶点和边分别对应分子结构中的基 团(或非氢原子)和化学键。用距离矩阵 D 描述分子中基团的连接性，设隐氢图 中有 n 个顶点，则距离矩阵 D=dijnn，dij为分子结构中基团 i 和基团 j 之间最 短路径上的化学键数(也称拓扑距离)。距离矩阵中每一行的矩阵元 dij之和以 Si 表示，由此构成 S 矩阵。 为了区分杂原

2、子和多重键，对拓扑距离进行修正，用相对键长取代拓扑距 离。相对键长定义如下:规定 C-C 键的键长为 1.0，以便和相邻碳原子间的拓扑 距离为 1 一致，其它各类相邻顶点间的拓扑距离则定义为相应的键长与 C-C 键 键长的相对值，例如:C-O 键的相对键长为 1.43/l.54=0.9286;C=O 键的相对键长 为 1.22/1.54=0.7922，依次类推。以乙酸甲醋为例，其隐氢图及 D 矩阵和 S 矩 阵为：定义 S 矩阵中矩阵元(Si)的调和平均数的平方根为距离调和指数，用 Tc表示。 即：5 . 01 icSNT式中“”是对分子中每个原子求和，例如乙酸甲醋的 Tc值为：5057. 2

3、9546. 6/12924. 8/15066. 5/15780. 4/15780. 7/155 . 0 cTD1. 堵锡华，陈艳，冯长君. 连接性指数与多氯化萘理化性质的相关研究J. 科 中技人学学报(自然科学版)，2006，36（11）：124128.理论与方法：理论与方法：考察文献所列 75 种多氯化萘（PCNs）分了的结构与其正辛醇/空气分配系数 1gkOA和过冷液体蒸汽压 lg（pL/ Pa）的变化规律，发现 PCNs 的这些性质与氯原了数日及在环上的位置密切相关，为此，本文在文献方法基础上，提出一种新的原子点价值：25. 2/25. 24CiiiXXh式中：i为第 i 个非氢原了点价

4、，Xi为该原了的电负性（Pauling 标度） ；XC为碳原了的电负性值；hi为与该原了直接连接的氢原了数。式中的是对杂原了 25. 2/25. 2CiXX与碳原了的电负性值首先进行校正，在减去 2.25 的基础上（通过反复试验基础上得出的最佳值） ，得到杂原了相对于碳原了的电负性值，这一相对值能反映出连接在碳原了上的杂原了的电了构象，也能蕴涵分了中原了的化学环境，对于萘环上连接的氯原了点价值，考虑到不同位置的氯原了对分了的贡献有所不同，因此对式进行修正： 25. 2/05. 0125. 24CiiiiXNXh式中 Ni表小蔡环上连接的各个氯原子的位置数。根据式可以计算得到连接在 1 8 位的

5、氯原子的Cl值分别为：Cl1 = 12. 740，Cl2 = 13. 347，Cl3=13. 953，Cl4=14. 560，Cl5=15. 167，Cl6=15. 773，Cl7 = 16. 380，Cl8 = 16. 987。EFGHIJKLOP5. 彭国文,肖方竹,聂长明.烷氧基氯硅烷类化合物气相色谱保留指数与结构关系 研究J. 南华大学学报(自然科学版)，2007,21（3）：69.理论与方法：理论与方法：对于由 n 个顶点构成的分子图,其距离矩阵是一个 nn 对称矩阵，本文提出 的一组拓扑指数来源于距离矩阵，定义为： 其他定点个边的顶点相距与0mimdDij其中 n 为分子隐氢图中的

6、原子数。 由于化合物的性质因成键原子的支化度不同而不同。因此本文考虑到在距 离矩阵 D 中第一列增加各原子支化度参数 Bi，Bi按下式定义：Bi=Zi-hi+1 式中 Zi表示与分子中原子 i 的核外价电子数，hi表示与原子 i 相连的氢原子数。 考虑到烷氧基氯硅烷化合物类的中心原子 Si 的特殊性，其支化度定义为 Bsi=Zsi-hi+3 同时我们考虑用分子中原子 i 的平衡电负性对分子图的顶点着色,在距离矩阵 D 的第二列再增加各原子的平衡电负性的开方的倒数得：其中 ei=，xi表示原子 i 的平衡电负性。然后对 Qm作如下处理：5 . 0ix M =Qm/ mQ 其中为 Qm 的转置矩阵

7、,则新的拓扑指数 NPm定义为：/ mQ NPm=ln(i,m) 其中 i,m为矩阵 M 的特征值之和。由于随着原子边间距的增加,原子的相互作 用越来越小，一般取 m =1，2，3 的一组拓扑指数 NP1、NP2、NP3即能较好的 表征分子的结构信息，因此式中 m 取 1，2，3。例如甲烷氧基三氯硅烷的隐氢 图及 增广矩阵为：可得到甲烷氧基三氯硅烷的 NP1、NP2和 NP3值分别为 5.724 1，5.864 1，5.858 4。我们用上述方法对烷氧基氯硅烷类化合物进行了计算。 QRS1. 舒元梯. 氯代苯生物活性的分子拓扑研究J. 达县师范高等专科学校学报， 2006，16（5）：4649

8、.（3）98. 31lg125. 0pixinhp式（3）中，i为第 i 原子的点价，xP 为 i 原子的 pauling 电负性值，hi为 i 原子直接键连的成 键的氢原子数目，i为 i 原子成 键的电子数，np为 i 原子 在形成离域 键时所提供的 Pz 电子数，3.98 为氟元素的 Pauling 电负性。 例:对氯甲苯(4-氯甲苯)(P-ClC6H4CH3) -CH3 碳原子, =C, -CH=碳原子, -Cl 原子的原点价分别为：(-CH3) =2.554-30. 125-lgl /3.98=1.827898. 31lg125. 0pixnhp(=C)=2.553-0-lg2 /3.

9、98=1.7292 (-CH=)=2.553-1-lg2 /3.98=1.0885 (-Cl)=3.161-0-lg3 /3.98=0.4151TW1.王克强，杜仲祥. 硅烷摩尔体积与其分子结构定量关系的拓扑化学研究J. 洛 阳师范学院学报，2001，2：5658.理论与方法：理论与方法：摩尔体积与分了结构密切相关，其不仅与分了中基团的种类和数目有关，而且还与分了中基团的连接性有关，为揭示摩尔体积与分了结构之间的定量关系，我们用图论方法对分了结构进行表征。根据基团贡献法对基团划分方式，我们将硅烷基团分为 8 种：“CH3-” 、 “-CH2-”、 “=CH-”、 “=C=”、 “SiH3-”、

10、 “-SiH2-”、 “=SiH-”、 “=Si=”，其中前 4 种为烷烃基团，后4 种为硅烷基团。分了中基团的连接性主要影响分了的形状，基团间的连接性不同，分了形状也就有差别。根据文献的研究结果，距离矩阵 D 能够反映丰富的分了结构信息，我们用距离矩阵 D 表征分了中基团的连接性，用染色矩阵 C 表征分了中基团的特性，用形状因了矩阵 S 表征基团对分了形状的影响。设烷烃或烯烃的分了图 G 中有 n 个顶点，则距离矩阵 D=（dij）nn，则矩阵元 dij表示分了图 G 中顶点（基团）i 和顶点 j 之间最短径上的边数；染色矩阵 C=（ci）1n，矩阵元 ci是区别分了图 G 中不同顶点的染色

11、因了，对不同的顶点，我们用不同的染色因子加以区分；形状因子矩阵 S=（si）1n，矩阵元 si是反映基团 i 对分子形状的影响程度。染色因子 c 和形状因子用计算机优化得到（具体方法见下文） 。对于硅烷分了中的 8 种基团，本文采用的染色因了为：“CH3-”，c = 3.1926、 “-CH2-”，c = 1.8029、 “=CH-”，c = 0.4606、 “=C=”，c=-0.9457;、 “SiH3-” ，c = 3.2699、 “-SiH2-” ，c = 1.9921、 “=SiH-” c= 0. 9240、 “=Si=”，c= “，为简化起见，我们根据化合物的类别，确定形状因子，以减

12、少形状因子的数日，对于烷烃，本文取形状因了 s= 1.0000；硅烷形状因子 1. 8359。通过对矩阵 D、C 和 S 进行数学处理，可得到表征分子结构的拓扑指数ESDPECDW330 式中，矩阵 E=(1 1 11)T，Dk（k=0，1，2， n）为 D 的 k 阶矩阵，可通过算符 k作用于矩阵 D 得到，具体方法见文献。既然分子结构可用拓扑指数 W 和 P3表征，那么摩尔体积 Vm必然为 W 和 P3的函数，注意到摩尔体积 Vm具有加和性，我们将摩尔体积 Vm分解为基团的贡献和结构影响两部分，即：Vm= f（W，P3）= f（W）+ f（P3）式中第一项是在忽略分子结构影响条件下基团对摩

13、尔体积的贡献；第二项是结构对摩尔体积的影响。在系统分析实验数据的基础上，我们发现摩尔体积随着 W 的增大而增大，随着P3的增大而减小。X1. 谢爱理，余训民. 关于氯代苯在盐水溶液中的活度系数的研究J. 上饶师范 学院学报，2000，20（6）：4447（4） 式（4）中为盐中阳离子的最高有效主量子数，nX为盐中阴离子的最高 Mn主量子数，RMX为相联结的阴阳离子的有效离子半径之和，单位为纳米，VM和 VX分别是 M 和 X 的价电子数。用式（4）计算复杂阴离子盐时，nX和 VX取阴 离子中各原子的平均值，例如计算 K2SO4的 YM值时，对于离子，方法为：-2 4SOnX=(ns+4no)/

14、(1+4)=(3+42)/5=2.2 VX=(Vs+4Vo)/(1+4)=(6+46)/5=6 所以 K2SO4的 YM值为：YM=(23.3227)/(2.2(0.133+0.149)6=4.3730Y1. 余训爽，余训民. 氯代芳烃化合物水溶解性和分配系数的 QSAR 研究J. 科 技通报，2006，22（1）：49.) 1()(2ijiiiiY iLnLLhZmi（1） 式（1）中 ni、mi、Li、Zi分别为分子隐氢结构图中顶点原子 i 的最高主量子 数、成键的电子数、杂化方式和价电子数，hi为与 i 原子直接连接的氢原子数， Lj为与原子 i 成键的相邻原子 j 的杂化方式。Li或

15、Lj的取值通过逼近法求得，对 于 sp3杂化：则 Li=hi+1，Lj=4(3- hi)/Nj；对于 sp2杂化：Li=Zi+ hi，Lj =4(Zi- hi)/ Nj；对于 sp 杂化：Li=Zi+ hi，Lj =4(Zi-2 hi)/ Nj，Nj为顶点 j 原子在元素周期表中 所处的族数。2. 余训爽，李克华，余训民. 多氯代二苯并呋喃的 lgKOW与结构信息连接性指 数的相关性研究J. 安徽大学学报(自然科学版)，2007，31（1）：7881.（2）)()()(-2 iijjiiiiiT ihpnhphphZmi式（2）中，ni、mi和 Zi分别为分子图中顶点原子 i 的最高主量子数、

16、成键的电 子数和价电子数；hi或 hj为与 i 或 j 原子直接连接的氢原子数；pi或 pj为顶点原子 i 或 j 成键时 p 轨道在杂化轨道中所占的比例，如在 sp2化中 p =，对于配32位原子如 Cl 其 p =1。(a)(b)(c)(d)图 2.1 子图类型 根据分子图论学知识，上述子图分别为：（a）路径（m=0，1，2） ； （b）簇（m=3） ；（c）路径/簇（m=4） ；（d）链（m=4） 。分别用 p、c、pc 和 ch 标在拓扑指数的右下角以示区别。 例如：一氯代苯（C6H5Cl）分子的隐氢图如下图 2.2： Cl 原子的点价 ClT=mi(Zi- hi)+(LiLj)/ni2(Li