用密度泛函理论预测聚合物极限特征比参数C∞

基于密度泛函理论(DFT)的结构与性能定量关系模型首次对聚合物柔性参数极限特征比C∞进行了预测.采用逐步线性回归方法得到的量子化学参数(分子平均极化率α,四极矩Qii及偶极矩μ)用来建立极限特征比C∞的定量关系模型,这些参数在B3LYP/6-31G(d)水平上对聚合物的单体开展密度泛函理论(DFT)计算得到.最佳线性模犁的训练集与测试集的相关系数分别是0.930、0.948.研究结果表明本文所得模型能够对烯烃类聚合物极限特征比C∞参数进行精确、可靠地预测.     

量子化学参数用于脂肪族化合物分配系数的QSPR研究

采用ChemOffice 8.0中的MOPAC-AM 1量子化学方法计算149种脂肪族化合物的6种量子化学参数,取142个化合物作为样本集,用多元逐步回归分析法建立定量结构相关(QSPR)模型.模型能预测好脂肪族化合物的正辛醇/水分配系数(logP).logP平均误差为0.176个对数单位,模型的稳健性检验结果表明,模型中自变量无相关关系,残差呈正态分布.预测7个样本以验证模型,表明该模型的预测能力较好.     

纤维素类高分子玻璃化温度的QSPR研究

玻璃化温度是表征聚合物性能的一个重要的物理化学参数,研究玻璃化温度对聚合物分子设计和改性具有重要意义.本文采用密度泛函论在B3LYP/6-31G(d)水平上优化22种纤维素结构单元,得到分子总能量EHF、热力学能ETHERMAL、最高占据轨道能EHOMO、最低空轨道能ELUMO、最大净负电荷q-、偶极距μ、取代基长度L等7个量子化学参数,并用逐步线性回归方法探讨这些参数与纤维素玻璃化温度(Tg)的关系,建立定量结构-性质模型(QSPR):Tg=94.343-581.544q+0.114EHF-309.152ELUMO.该模型判定系数R2=0.940,表明所选自变量与因变量相关性很高,各参数方差膨胀因子VIF均远小于10,不存在多重共线性问题.最后,用留一法(LOO)检测模型的可信度,结果表明,预测值和实验值吻合较好,交叉验证相关系数为0.888,说明本文所得模型可靠,可用于研究纤维素类聚合物的玻璃化温度,为设计和改性纤维素分子提供理论指导.     

聚甘油脂肪酸酯QSPR的研究

采用量子化学MOPAC-AM1和单点能方法计算聚甘油脂肪酸酯的分子结构参数,然后用逐步线性回归方法建立聚甘油脂肪酸酯HLB值的定量结构性质(QSPR)模型,所得的预测模型中包含4个参数[单位质量分子所含氧原子数Xo、生成热fHm、电子能Ee和水合能Eh,预测值及外部检验的复相关系数(R2)和标准偏差(SD)分别为0.9553、0.73722和0.9678、6.34426。结果表明,量子化学方法计算简单,对聚甘油脂肪酸酯结构的表征能力较强,所建定量结构性质模型具有能较好的预测能力和较强的稳健性,并在一定程度上阐明了聚甘油脂肪酸酯HLB值与其分子结构之间的关系。     

KPCA与GRNN在含能化合物QSAR中的应用研究

使用KPCA(核主成分分析)对含能化合物的结构参数进行参数选择,在保持原有数据主要信息的情形下,得到数据的主成分.将降维后的特征信息作为GRNN(广义回归神经网络)的输入,含能化合物的性能数据作为输出,建立非线性的定量含能化合物结构性能关系预测模型.与PCA_GRNN模型的比较表明,该模型能很好地反映含能化合物结构和性能之间的关系,具有较高的预测正确率.     

有机缓蚀剂定量构效与活性相关的热力学参数量子化学计算值与缓蚀效率的QSAR研究

用AMI和PM3半经验方法对5种缓蚀剂进行了优化计算并将获得的量化参数与缓蚀性能进行构效关系(QSAR)研究,结果表明,由AMI方法得到的不同温度下的缓蚀剂热力学参数焓和熵的量子化学计算值与该缓蚀剂缓蚀实验的腐蚀电流有良好的相关性。根据所得的相关模型可对缓蚀剂在一定温度范围内的腐蚀电流进行预测,进而预测其缓蚀性能。     

部分聚合物结构与热容变化关系研究

以非氢原子及非氢原子间的关系为结构描述符,对部分聚合物结构单元进行了结构表征。采用多元线性回归和偏最小二乘回归的方法建立了该类聚合物结构与聚合物在玻璃化转变温度的热容变化(C_(p,change))之间的关系模型,两模型的复相关系数(R)分别为0.919和0.900。采用"留一法"交互检验对模型的稳健性和预测能力进行了评价,交互检验的复相关系数(Q~2)分别为0.658和0.693。结果表明结构描述符能够恰当表现该类聚合物结构特征,所建模型的稳健性和预测能力好,热容变化(C_(p,change))的模型预测值具有一定的参考价值。     

苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩的共轭聚合物光伏材料的能隙的理论研究

共轭聚合物材料的吸收谱带和能隙是影响太阳能电池(PSCs)能景转换效率(PCE)的主要因素,为了预测吸收谱带和能隙提高新型共轭聚合物的光伏性能,用量子化学方法计算了具有不同共轭单体的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)的吸收光谱和能隙.基态分子结构优化用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法及6-31G(d)基组,吸收光谱和最低激发能(Eg)用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算.聚合物的△H-L和Eg值用外推法计算,而且提出了相关参数用以调控共轭聚合物能隙和吸收谱带.计算结果与实验结果相符.     

基于PCA及SVM对含能化合物结构性能预测

本文使用PCA(主成分分析)算法对含能化合物的结构参数进行数据预处理,这可降低数据维数和提取数据特征信息,将预处理后的数据作为SVM(支持向量机)算法的输入,通过SVM同归算法来建立含能化合物分子结构和性能之间的定量关系模型.结果表明,该模型能较好的反应含能化合物分子结构和性能之间的关系,具有较高的预测精度.     

有机缓蚀剂定量构效与活性相关的热力学参数量子化学计算值与缓蚀效率的QSAR研究

用AM1和PM3半经验方法对5种缓蚀剂进行了优化计算并将获得的量化参数与缓蚀性能进行构效关系（QSAR）研究，结果表明，由AM1方法得到的不同温度下的缓蚀剂热力学参数焓和熵的量子化学计算值与该缓蚀剂缓蚀实验的腐蚀电流有良好的相关性。根据所得的相关模型可对缓蚀剂在一定温度范围的腐蚀电流进行预测，进而预测其缓蚀性能。     

修正Cp_EA-PLS用于多环芳烃光解半衰期QSAR的研究

文章讨论了多环芳烃光解半衰期的QSAR模型.运用量子化学软件包以B3LYP/6-311+C(d)方法计算13种PAHs的量子化学描述符,用修正CP统计量作目标函数并用进化算法(EA)选择变量,然后应用偏最小二乘(PLS)方法给13种PAHs的光降解活性进行建模,模型的相关系数为0.9719,比直接用PLS方法所得到的模型更优越.结果表明模型预测PAHs的光解半衰期有效.     

无机含氧酸pK1的定量构效关系(QSPR)研究

采用Tomasi的极化统一模型对20种无机含氧酸HnROm在水相条件下进行从头算,选取14个量化参数结合含氧酸非羟基氧原子数等2个重要结构参数对含氧酸pK1进行逐步回归,引入非羟基氧原子数No、非羟基氧原子将电荷数NCo、羟基氢原子将电荷数NCH(O)和氢氧间的重叠布居数POPR-O(H)4个参数建立QSPR方程,方程相关系数R为0.9946,且有F＞Fa,表明方程回归效果显著,对回归系数的双边t检验结果均有 P＜0.05,表明此4个参数对pK1影响显著.对引入参数的物理意义及其对含氧酸pK1的影响分析表明,此4个参数均与羟基氧原子电子密度相关;其中NCH(O)和NO是影响含氧酸强度的主要因素,且NCH(O)的影响更大;NCO和POPR-O(H)则是影响含氧酸强度的次要因素,可用于区分各含氧酸强度的细微差别.此外,将 NCH(O)、POPR-O(H)m用于对35种酸碱进行分类也获得了良好的效果,表明此2个参数可用于区分R-O-H的电离方式.