直链聚合物的结构性质关系的模糊集理论方法建模

将模糊集理论方法用于直链聚合物的结构性质关系建模，构造了两个模型。一个是直链聚合物的基团法描述的结构参数与其12种性质间定量关系的模型(模型lF)；一个是直链聚合物的连接性指数描述的结构参数与其12种性质间定量关系的模型(模型2F)。两个模型给出的12种性质的拟合误差(拟合值与实验值间的标准偏差)分别是：V(298K)为15．1(模型lF)／58．4(模型2F)cc／mole，Ecch为6．580/17．838KJ／mole，δ为0．8225／3．2168(J／cc)^0.5，Fd为274／491J^0.5cm^1.5／mole，Tg为30／77K，Pt为23／66(cc／mole)(dyn／cm)^1/4，n为0．0125／0．095l，ξ为9／24 10^-6 cc／mole，UR为570／1240cm^l0／3(sec^1/3 mole)，UR为549／1428cm^10/3／(sec^1/3 mole)，Hqkam为5l1／1729gJ^1/3／mole^4/3，Yd,1／2为10．5／27．1K^*kg／mole。结果表明，所建立的模型可用于预测，且为聚合物结构性质关系建模引入了一个新的数学工具。     

取代芳烃对发光菌急性毒性的QSAR研究

取代芳烃类化合物是重要的化工产品,应用广泛,但大多数具有毒性。本研究根据定量结构-活性相关性(QSAR)原理,研究了38种取代芳烃对发光菌的急性毒性(EC_(50))与其分子结构之间的关系,还应用遗传算法筛选出5个与EC_(50)最为相关的描述符,并应用多元线性回归方法和支持向量机方法建立QSAR模型。结果表明,两种方法所见模型的复相关系数、留一法交互验证系数分别为0.988、0.979和0.991、0.981,对外部预测样本的复相关系数和外部测试集交互验证系数分别为0.913、0.904和0.924、0.906,与相关文献比较,所建QSAR模型均具有更好的预测能力和稳健性。     

支持向量回归方法用于取代芳烃急性毒性的预测

采用支持向量回归方法建立了取代芳烃对斜生栅列藻的急性毒性值(-lgEC_50)与分子体积(v)、近似表面积(ASA)、网格表面积(GSA)、水化能(HE)、疏水系数(LogP)间的定量关系,用留一法预报了取代芳烃对斜生栅列藻的急性毒性值(- lgEC_50),相对误差绝对值平均为5．803％,其结果优于偏最小二乘法建模所得结果(相对误差绝对值平均为9．49％)。     

用DFT研究取代芳烃对大型蚤的急毒性

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G**水平,全优化计算24种取代芳烃化合物.从中获得分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、前线轨道能级差(ΔE=EHOMO-ELUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO)、分子总能量(Er)、氢原子所带的最高正电荷(QH+)、最负非氢原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V).文献中的辛醇/水分配系数(log Kow),按取代基类型分类和标题化合物研究大型蚤急性毒性(-lgEC50)的定量构效关系(QSAR).结果表明,前线轨道能级和疏水性均对取代芳烃毒性作用有重要贡献.没有卤素或硝基的芳烃对大型蚤的毒性作用主要以与生物分子发生电子转移等化学反应为主,含有卤素或硝基的芳烃的毒性作用还与疏水性有关.对24种标题物作多元线性回归,所得模型(-lgEC50=8.243+0.293 log Kow+8.180 ΔE-25.457 ENLUMO+14.180 ENHOMO,n=24,R=0.955,q2=0.898,SE=0.143,F=79.408,P=0.000)具有较高的毒性预测作用.     

比较分子力场法研究5,6-二氢-(9H)-吡唑[3,4-c]-1,2,4-三唑[4,3-a]吡啶类抑制剂的定量构效关系

利用比较分子力场分析法(CoMFA),以5,6-二氢-(9H)-吡唑[3,4-c]-1,2,4一三唑[4,3-a]吡啶类抑制剂为研究对象,建立一组对嗜酸性粒细胞磷酸二酯酶有抑制活性的化合物及其三维定量构效关系(3D-QSAR)模型,探索化合物活性数据和三维结构参数之间的关系.模型的交叉验证相关系数q2=0.565,非交叉验证相关系数r2=0.867,标准偏差SE=0.362,F=49.782,立体场和静电场的贡献值分别为72.7%和27.3%.该模型的预测能力较好,能够增大取代基体积和降低取代基电负性,可以提高该类化合物的活性.     

新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的抗炎构效关系和分子对接研究

目的:建立新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的定量构效关系,设计新型COX-2抑制剂.方法:采用PM3半经验量子化学法全优化18种二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂的结构,从数据中搜寻或计算它们的226种参数,利用逐步回归法,建立经典结构-活性关系(2D-QSAR);用Autodock对接软件研究二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物与环氧合酶(COX-2)的对接,分析该类化合物与环氧合酶在复合物的立体结构以及分子对接自由能与抑制活性的关系.结果:建立合理二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物COX-2抑制剂定量构效关系,表明活性二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂具有类似塞来昔布等三环类环氧合酶-2抑制剂的立体结构,并且对接自由能与抑制剂活性有较好的相关性.结论:所得的模型可以解释已有的构效关系,而且预测同类化合物能力较好,可指导设计新抑制剂.     

基于QSAR模型研究芳烃化合物对小球藻的抑制活性

芳烃化合物正随着工业的快速发展和溢油事故的频繁发生影响着海洋生态系统的健康,提高定量构效关系（QSAR）模型预测未知芳烃化合物毒性的能力是做好芳烃化合物安全防范措施的任务之一。为建立芳烃化合物物化性质与小球藻抑制活性间的QSAR模型,以实验获取的21种芳烃化合物对小球藻96 h的抑制活性数据为基础,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6-311G^**基组上全优化计算21种芳烃化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些结构参数作为理论描述符,逐步回归得到芳烃化合物对藻类抑制活性的QSAR模型。该模型相关系数R²为0.925,交叉验证相关系数q²为0.898,说明所建模型具有良好的预测能力和较强的稳定性;所建模型包含2个参数（分子体积和最正氢电荷）,其中分子体积显著影响了该类化合物对小球藻的抑制活性。     

新型腺嘌呤类化合物的抗血小板凝集3D-QSAR研究

血小板凝集导致的血栓类心血管疾病正严重威胁着人类健康,故而抵抗血小板凝集对血栓类心血管疾病的治疗至关重要。嘌呤衍生物是具有抗血小板凝集活性的重要分子,研究嘌呤结构与抗凝效果之间的关系,对治疗血栓类疾病药物的研发具有重要指导意义。本文采用自组织分子场(SOMFA)对29个新型腺嘌呤化合物结构与抗凝活性之间的关系进行3D-QSAR分析,建立最佳SOMFA模型,交叉验证系数r~2可达0.87,非交叉验证系数r_(cv)~2可达0.83,统计方差比F值为183.41,标准方差s仅为0.05,表明该模型有较好的预测能力。测试集的r~2_(pred)为0.886,表明该模型对外部化合物的药物活性具有较为可靠的预测能力。同时,立体场和静电场的三维网格图显示了取代基空间体积及电荷分布规律对活性的影响,为下一步预测、设计及合成活性更高的抗凝集嘌呤分子提供理论指导。     

模糊集间的R_0-相似关系及其性质

将王国俊教授在R0-型逻辑系统中建立的R0-蕴涵算子应用于模糊数学理论之中,在非空集合X为论域的模糊集族F(X)上定义了一种新型运算-R0蕴含运算,并讨论了F(X)上R0-蕴含运算的一些基本性质。通过R0-蕴含运算在F(X)上定义了一个二元模糊相似关系-R0-相似关系,并对其性质进行了较为详细的讨论。在有限论域X确定的模糊集族F(X)上给出了几个R0-相似关系的具体实例。     

密度泛函理论和从头计算法研究环戊二烯衍生物气态酸度及其取代基效应

用B3LYP／6-311G(2df,p)／／B3LYP／631 G*和MP2／6-311G(d,p)／／B3LYP／6-31 G*方法准确地预测了9个系列的环戊二烯衍生物(R=CN,CF3,CHO,C283,F,SiH3,H,CH3,OH,NH2)的C-H键的酸度。环戊二烯衍生物气态酸度的范围从284.9 kcal／mol (化合物5a)到357.24kcal／mol(化合物7j),分析取代基的电性、数量以及位置的影响得到了9个QSAR方程。这些数据有助于我们设计以及合成一些有机酸,并有助于深刻理解相关反应中环戊二烯衍生物的性质。     

The Kreisel length-of-proof problem

A first-order system F has theKreisel length-of-proof property if the following statement is true for all formulas(x): If there is ak1 such that for alln0 there is a proof of(¯n) in F with at mostk lines, then there is a proof of x(x) in F. We consider this property for Parikh systems, which are first-order axiomatic systems that contain a finite number of axiom schemata (including individual axioms) and a finite number of rules of inference. We prove that any usual Parikh system formulation of Peano arithmetic has the Kreisel length-of-proof property if the underlying logic of the system is formulated without a schema for universal instantiation in either one of two ways. (In one way, the formula to be instantiated is built up in steps, and in the other way, the term to be substituted is built up in steps.) Our method of proof uses techniques and ideas from unification theory.     

基于多元线性回归及支持向量机回归分析对含苯基的羧酸类化合物pKa的预测

本文建立了2个180个含苯基的羧酸类化合物酸碱解离常数(pKa)的定量预测模型。这些化合物分子量在122.12到288.34的范围内,包含H,C,N,O,S,F,Cl,Br及I等元素.使用Cerius~2程序计算236个分子描述符来表述这些化合物,并使用统计学方法从中选择了12个描述符.分别使用多元线性回归分析(MLR)及支持向量机回归(SVM)结合10重交互检验方法来预测pKa数值.多元线性回归模型对pKa的预测结果相关系数为0.90,标准偏差为0.32;支持向量机模型结果较好,相关系数为0.91,标准偏差为0.31.     

DFT法研究取代芳烃结构与毒性的定量关系

应用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-311G~(**)水平上全优化计算38个取代芳烃的量子化学参数,结合辛醇/水分配系数研究取代芳烃化合物对发光菌毒性的定量构效关系(QSAR)。对训练集样本经逐步多元回归分析(SMR)后,所建QSAR方程的复关系数R~2及去一法交互检验复相关系数Q_(LOO)~2分别为0.920和0.896,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(ext)~2和外部预测集交互检验Q_(ext)~2分别为0.870和0.849。模型结果显示:辛醇/水分配系数愈大,即分子疏水性愈强,化合物对发光菌的毒性愈大;取代基的吸电子能力愈强,化合物毒性愈大;前沿轨道能级差愈小,化合物毒性愈大。     

结构多样性化合物沸点QSPR模型研究

在定量结构-性质/活性关系(QSPR/QSAR)研究中,分子结构的数值化和建立良好预测的数学模型是2个重要的问题.建立具有良好适应性有实际应用价值的模型是进行QSPR/QSAR的最终目标.本文针对148种来自不同植物挥发油的具有结构多样性化合物,分别采用主成分回归(PCR)、偏最小二乘(PLS)和遗传算法(GA)对其沸点与结构之间的定量结构性能关系进行了研究,用拓扑指数建立了沸点预测模型.结果表明,PLS模型的预测能力最佳,模型训练集的平均相关系数为0.996,平均训练偏差为7.05,检验集的平均相关系数为0.986,平均检验偏差为12.91.     

人工神经网络方法研究含硫芳香衍生物毒性与结构的关系

结合逐步线性回归方法与人工神经网络方法，研究了含硫芳香衍生物对发光细菌毒性的构效关系，充分表明了两个方法的互补，回归方法为网络方法提供变量的物理解释，网络方法建立精确的构效关系模型，人工神经网络方法在非线民生较强的构效关系研究中起到重要的作用，基于交叉检验，本文还提出了防止人工神经网络方法过拟合现象发生的ｒ判据，对于建立较好的预报模型，具有一定的普遍意义。     

Three-dimensional models of histamine H3 receptor antagonist complexes and their pharmacophore

Molecular modeling was used to analyze the binding mode and activities of histamine H₃ receptor antagonists. A model of the H₃ receptor was constructed through homology modeling methods based on the crystal structure of bovine rhodopsin. Known H₃ antagonists were interactively docked into the putative antagonist binding pocket and the resultant model was subjected to molecular mechanics energy minimization and molecular dynamics simulations which included a continuum model of the lipid bilayer and intra- and extracellular aqueous environments surrounding the transmembrane helices. The transmemebrane helices stayed well embedded in the dielectric slab representing the lipid bilayer and the intra- and extracellular loops remain situated in the aqueous solvent region of the model during molecular dynamics simulations of up to 200 ps in duration. A pharmacophore model was calculated by mapping the features common to three active compounds three-dimensionally in space. The 3D pharmacophore model complements our atomistic receptor/ligand modeling. The H₃ antagonist pharmacophore consists of two protonation sites (i.e. basic centers) connected by a central aromatic ring or hydrophobic region. These two basic sites can simultaneously interact with Asp 114 (3.32) in helix III and a Glu 206 (5.46) in helix V which are believed to be the key residues that histamine interacts with to stabilize the receptor in the active state. The interaction with Glu 206 is consistent with the enhanced activity resulting from the additional basic site. In addition to these two salt bridging interactions, the central region of these antagonists contains a lipophilic group, usually an aromatic ring, that is found to interact with several nearby hydrophobic side chains. The picture of antagonist binding provided by these models is consistent with earlier pharmacophore models for H₃ antagonists with some exceptions.     

Computation of through-space NMR shielding effects in aromatic ring pi-stacked complexes

Aromatic compounds can form dimeric complexes in solution. Substituted aromatics tend to form parallel-stacked complexes, either aligned or offset. The HF-GIAO method in Gaussian 03 was employed to calculate the NMR isotropic shielding values of the proximal hydrogen of diatomic hydrogen probes above and below the center of the ring and above and below an unsubstituted ring carbon of 1,3,5-trimethylbenzene in a face-to-face pi-stacked aligned complex with 1,3,5-trinitrobenzene. The calculated isotropic shielding values for the aromatic hydrogens of each of the substituted rings were subtracted from the isotropic shielding values calculated for the comparable positions in the complex. Complexation results in each aromatic ring shielding the other ring. Also, the calculated isotropic shielding values for the proximal hydrogen of a diatomic hydrogen probe over (or under) each of the individual substituted benzenes were subtracted from the isotropic shielding values calculated for the comparable positions in the complex. The difference is the shielding increment due to complexation. Complexation results in increased NMR shielding of a hydrogen probe molecule on both sides of the pi-stacked complex, with slightly more shielding due to complexation on the side nearest 1,3,5-trimethylbenzene. The results are interpreted in terms of polarization of the pi cloud of the substituted benzenes by complexation and its NMR consequences. Finally, NMR shielding calculations were done on the optimized structure of N-phenylpyrrole dimer. The data were compared to concentration-dependent NMR shift data to estimate the percent dimer present.     

Unicast in hypercubes with large number of faulty nodes

Unicast in computer/communication networks is a one-to-one communication between a source node s and a destination node t. We propose three algorithms which find a nonfaulty routing path between s and t for unicast in the hypercube with a large number of faulty nodes. Given the n-dimensional hypercube H_n and a set F of faulty nodes, node uϵ H_n is called k-safe if u has at least k nonfaulty neighbors. The H_n is called k-safe if every node of H_n is k-safe. It has been known that for 0⩽k⩽n/2, a k-safe H_n is connected if |F|⩽2^k(n-k)-1. Our first algorithm finds a nonfaulty path of length at most d(s,t)+4 in O(n) time for unicast between 1-safe s and t in the H_n with |F|⩽2n-3, where d(s,t) is the distance between s and t. The second algorithm finds a nonfaulty path of length at most d(s,t)+6 in O(n) time for unicast in the 2-safe H_n with |F|⩽4n-9. The third algorithm finds a nonfaulty path of length at most d(s,t)+O(k²) in time O(|F|+n) for unicast in the k-safe H_n with |F|⩽2^k(n-k)-1 (0⩽k⩽n/2). The time complexities of the algorithms are optimal. We show that in the worst case, the length of the nonfaulty path between s and t in a k-safe H_n with |F|⩽2^k(n-k)-1 is at least d(s,t)+2(k+1) for 0⩽k⩽n/2. This implies that the path lengths found by the algorithms for unicast in the 1-safe and 2-safe hypercubes are optimal     

热物理性质预测模型的合理性分析-模型的bias问题

化学工业及科学研究极需化合物热力学性质的预测模型.但是现有的大多数模型可靠性很低.这主要是由于可用于发展模型的试验数据往往太少,以至于所用到的数据经常缺乏代表性,使模型在作预测时易发生大的误差,甚至严重的错误.因此,如果数据的代表性问题不解决,则无论任何数学模型,优化方法,神经网络或进化算法都无法真正改进模型的预测能力,为了全面地理解模型的预测能力,奉文建议除了要对模型作基于试验数据的检验,还应对模型作基于规则的分析-即模型的合理性分析.该分析强调用各种结构类型的化合物对模型预测值的合理性作基于热力学原理和与已知试验数槲倾向一致性的检验.这种分析方法不仅有助于全面地了解一个模型的预测能力,而且有助于发展可靠的模型.