脂肪醇对番茄和红蜘蛛毒性的QSAR研究

应用量子化学HF/6-31G**从头算法得14种脂肪醇分子的优势构象,加上分子图形学技术,获得相应优化构象的电子结构参数和几何结构参数,并将这些参数与脂肪醇对番茄及红蜘蛛的毒性参数相关联.结果表明:脂肪醇对番茄的生物毒性与分子连接性拓扑指数(1Xv)、最负原子的静电荷(Q-)和分子极化率(α)相关性较好,而脂肪醇对红蜘蛛的生物毒性与分子连接性拓扑指数(1Xv)和分子最高占用轨道能(KH)相关性较好,建立脂肪醇对番茄和红蜘蛛毒性的构效关系式成功,找出影响生物毒性的主要结构因素.     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系的研究

应用分子力学方法MM,和半经验量子化学AM1法,获得22种4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物的优势构象,再利用量子化学算法和分子图形学技术,获得电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP),将这些参数和衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明,衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子最高占用轨道能(E_(HOMO))、16号碳原子的净电荷(Q)及5号碳原子和6号氮原子间键长的相关性较好,成功地建立了22种衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明,A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O_(1(?)))及B环上的6号氮原子和7号碳原子可能是与受体作用时的活性位点。     

应用量化参数研究羧酸的结构和pKa值的关系

应用密度泛函B3LYP/6.311 G**法得30种羧酸分子的优势构象,再计算羧酸-水构成的氢键复合物,获得优势构象和复合物的结构参数,并将这些参数与羧酸pKa值相比.羧基C-O键长、羧基氢自然键轨道电荷以及复合物的氢键键长和结合能等参数,与羧酸pKa实验值具有良好的线性关系.以水为探针分子获得氢键复合物结构参数的方法,可预期在预测其它含有酸性基团化合物酸性的强弱方面推广应用.     

基团定位连接性指数对脂肪醇的QSPR研究

引入基团定位参数,修正脂肪醇分子中侧链碳原子和氧原子的点价值βi,据以建构醇分子的新连接性指数mL:mL=∑(βi·βj·βk…)0.5,其中0L=∑(βi)0.5,1L=∑(βi·βj)0.5. 0L、1L与醇的-1gSw、1gKow的相关系数分别为0.9949和0.9971,均优于前人的方法.本方法对醇分子具有良好的结构性选择,是预测脂肪醇溶解度和辛醇/水分配系数的理想方法.     

最大重迭对称性分子轨道和分子几何参数计算

建立了AMl级别的最大重迭对称性分子轨道计算方案(MOSMO)。采用通常的半经验分子轨道方法AMl级别中完全相同的参数，计算了各种分子的几何参数等。所得计算结果与实验值及HF／6-31G*从头算方法计算结果相符，说明提出的计算方案是可行的。同时，由于提出的计算方案过程简单，更易推广使用到从头算方法难以解决的大分子体系和超分子体系的结构和性质研究。     

茂金属配合物[(eta5-C5H4Si2Me5)MoEt(CO)3]的电子结构研究

运用G98W，采用Lanl2dz基组，对茂金属配合物[(eta^5-C5H4Si2Me5)MoEt(CO)3]进行从头算研究，探讨配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律，以及一些前沿分子轨道的组成特征等，结果表明，标题配合物结构在能量上是较稳定的，作为结构单元而存在。为茂型金属配合物的合成、分子组装与结构研究提供理论基础。     

桂皮酰哌啶类化合物结构与抗惊活性关系的量子化学研究

利用量子化学从头算方法，对13种桂皮酰哌啶类化合物的结构与抗惊生物活性关系进行了研究。采用限制性Hartree-Fock(RHF)方法和6-31G基组，对13种化合物进行全参数优化，得到了它们的稳定构型。并对前线分子轨道能级、轨道组成等性质进行了分析，把它们与实验得到的生物活性参数进行了相关分析，并对某些参量进行了线性回归，得到了回归方程。通过研究发现，桂皮酰哌啶类化合物的抗惊生物活性与分子的前线轨道(HOMO、LUMO)能级和轨道组成存在一定的相关性。通过轨道组成分析发现，具有较高生物活性的分子，其HOMO、LUMO轨道中羰基和烯键所占的比重较大，说明羰基和烯键部位应为此类化合物的活性部位。     

3,4-次甲二氧桂皮酰胺化合物定量构效关系的量子化学研究

采用Gaussian98程序量子化学从头算法对9种3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物进行了量子化计算。并对计算得到的轨道能量、轨道组成、电荷密度、净电荷等性质进行了分析，将它们与实验得到的生物活性参数做了相关曲线，并对某些参量进行了线性回归，得到了回归方程。计算结果表明3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物的抗惊生物活性与分子的近前沿分子轨道LUMO( 3)能级和轨道组成存在一定的相关性。我们预测这类药物分子在与受体作用时，可能与受体之间发生电子转移，形成电子转移配合物，从而发挥药效。羰基和烯键部位应为此类化合物的活性部位。     

高丽槐素的密度泛函理论研究

从分子结构的层面探讨高丽槐素的构效关系,深化对高丽槐素性质的了解和认识,利用ADF的GGA-B3LYP-3D方法,在TZP基组下对藏药高丽槐素进行了量化计算,得到了高丽槐素的分子几何结构参数,包括键长、键角和二面角的详细数据,在高丽槐素的结构中,碳氧键的键长在(1.385~1.51)?之间,这与氧原子的孤对电子参与了p-π共轭有关。基于对高丽槐素红外光谱的活性分析,IR显示高丽槐素分子化合物存在羟基、环醚、苯环结构。振动频率高表明高丽槐素分子的部分化学键强高,可见高丽槐素酚羟基的化学键不易断开,与其相关的反应活性较小。这与C(1)位置的C-O中的氧原子的p轨道与芳环形成p-π共轭体系,增强了C-O键的稳定性一致,但是,这也造成O-H中的氢原子较易脱除。通过计算得到Log P为-1.56,水合能为-80.766 k J?mol~(-1)。依据计算结果对高丽槐素的分子构型、偶极矩、疏水参数和前线轨道结构进行了详细分析,结果表明,在高丽槐素中B、D、E环是发生反应的主要活性点,与抗真菌作用有较大的关联性。     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系研究

应用分子力学方法MM 和半经验量子化学AM1法得到了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的优势构象，再利用量子化学算法和分子图形学技术获得电子结构参数和几何结构参数，采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP)，将这些参数和4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明，4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子范德华体积(V)、分子最高占用轨道能(EHOMO)及9号碳原子的净电荷(Q)的相关性较好，成功地建立了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明，A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O18)及B环上的7号、8号碳原子和6号氮原子可能是与受体作用时的活性位点。     

HPAM: Hirshfeld Partitioned Atomic Multipoles

An implementation of the Hirshfeld (HD) and Hirshfeld-Iterated (HD-I) atomic charge density partitioning schemes is described. Atomic charges and atomic multipoles are calculated from the HD and HD-I atomic charge densities for arbitrary atomic multipole rank l(max) on molecules of arbitrary shape and size. The HD and HD-I atomic charges/multipoles are tested by comparing molecular multipole moments and the electrostatic potential (ESP) surrounding a molecule with their reference ab initio values. In general, the HD-I atomic charges/multipoles are found to better reproduce ab initio electrostatic properties over HD atomic charges/multipoles. A systematic increase in precision for reproducing ab initio electrostatic properties is demonstrated by increasing the atomic multipole rank from l(max) = 0 (atomic charges) to l(max) = 4 (atomic hexadecapoles). Both HD and HD-I atomic multipoles up to rank l(max) are shown to exactly reproduce ab initio molecular multipole moments of rank L for L ≤ l(max). In addition, molecular dipole moments calculated by HD, HD-I, and ChelpG atomic charges only (l(max) = 0) are compared with reference ab initio values. Significant errors in reproducing ab initio molecular dipole moments are found if only HD or HD-I atomic charges used.     

新连接性指数与脂肪醇气相色谱保留指数的关系

基于定量结构-色谱保留相关(QSRR)研究醇类化合物的保留性质具有重要意义.通过对脂肪醇的研究,考虑到烷基和羟基的差异,修正文献,重新定义脂肪醇分子中顶点原子特征值ti,并在邻接矩阵的基础上构建新的连接性指数mL.运用多元线性回归法,将0阶指数0L、1阶指数1L与25种脂肪醇,在6种固定相(SE-30,OV-3,OV-...     

脂肪醇分子碳环境结构表征与碳谱化学位移

A novel atomic electronegative distance vector (AEDV) has been developed to express the chemical environment of various equivalent carbon in alcohols and four 4-parameter linear relationship between chemical shift and AEDV are created by using multiple linear regression.     

C22H46: the smallest open 3(1)-knotted alkane by computer-aided design

The program MolKnot [Chem. Phys. Lett. 433 (2007) 422-426] has been used in order to detect the smallest ever-reported alkane configured to an open-knotted shape with three crossings (3(1)). High level ab initio calculations support our findings that 22 carbon atoms are enough to create a knotted polyethylene strand with open ends. These tight open molecular knots exhibit unusually distorted geometric characteristics as multiple extended CC bonds (maximum bond length approximately 1.70A) and several large CCC bond angles (maximum bond angle approximately 145 degrees ). The energy decomposition shows that the strain mainly affects the valence angles of the entangled structure. We observed that this 22-knotted carbon atoms' region remained almost intact as a part of alkanes with longer chain lengths.     

Quantum simulation of structure switching in a molecular system

This article presents the results of ab initio quantum simulation of graphite-like structure formation from amorphous carbon. It is devoted to explaining a resistivity switching mechanism in experiments on phase-change memory. In this work, a two-scale molecular dynamics model is used, which consists of Car-Parrinello quantum molecular dynamics (CPMD) and modified Ehrenfest molecular dynamics. The results of simulation point out to the appearance of a layered graphite-like molecular structure at an increase in temperature. These changes in the atomic configuration can be considered as a second-order phase transition in nanostructured material, which leads to threshold resistivity switching. For calculations, the IBM BlueGene/P supercomputer installed at the Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics of Moscow State University was used.     

应用AM1量化参数预测多氯代二苯并呋喃的logKow

采用G98W程序包中的AM1方法对135个多氯代二苯并呋喃(PCDFs)分子和二苯并呋喃进行了优化计算，作业命令为#p Am1 op tfreq scf(eonver=9)，以计算所得的分子轨道能量、碳原子电荷作为PCDFs分子结构描述符，运用多元线性回归技术建立了PCDFs的logKow与分子轨道能量、碳原子电荷的四元线性方程，相关系数为0．9306，标准偏差为0．1849，经修正的，Jackknife法检验该模型的稳健性好，并对未有实验数据的85个PCDIr’s的logKow进行预测。     

Structural and dynamical properties of SrO in the rock-salt phase

We present a molecular dynamics simulation study of structural and thermodynamic properties of SrO in the rock-salt (RS) structure. Based on a three-body potential, our results are in agreement with experimental measurements and ab initio calculations. The transferability of this potential model is tested by simulating the RS phase of SrO for varying temperature.Various thermodynamic properties including the Debye temperature, heat capacity, linear thermal coefficient and melting point are predicted.Calculations are extended to simulate also the liquid phase of SrO in the RS phase.Superionic behaviour appears in the RS structure at high temperature. Its high diffusion coefficients are calculated from the mean squared atomic displacements.     

Visual revelations from silicon ab initio calculations

The use of volumetric rendering for interpreting the computed electronic structure of solids is discussed. The structure, manifested as an atomic-scale 3-D electronic charge density, is computed from a pure mathematical model. The mathematical technique represents a class of ab initio computations that predict the atomic structure by solving the equations of quantum mechanics, wherein all configuration parameters except the atomic number are under the analyst's control. Some physics aspects of electronic structure of solids are reviewed. The use of this visualization technique to interpret the computations for silicon with an oxygen impurity and for room-temperature silicon is described