酚类化合物抑制黑曲霉毒性与结构关系的数据挖掘

运用HF/6-31G*、HF/6-311G**、DFT-B3LYP/6-31G*、DFT-B3LYP/6-311G**方法全优化计算18种酚类化合物,获得相应的量子化学参数:最高占有轨道能(EHOMO)、最低空轨道能(ELUMO)、前沿轨道能级差(ΔE=ELUMO-EHOMO)、分子偶极距(μ)、各原子净电荷(qi)、...     

DFT法研究取代芳烃对发光菌的急毒性

用DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6-311G**水平下,全优化计算了24种卤苯、苯酚和苯胺衍生物.从中获得分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO)、分子总能量(ET)、氢原子所带的最高正电荷(QH+)、最负原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符.结合文献标题物对发光菌的毒性值(-lgEC50),由多元线性回归方法获得令人满意的QSAR模型,复相关系数R2和交叉验证系数Q2分别为0.9604和0.8946.模型结果显示:ELUMO越小,即最低空轨道能量越低,分子越易接受电子与亲核试剂发生反应,化合物对发光菌的毒性越大;分子的体积越大,μ越小,化合物毒性越大.     

取代酚对日本长腿蛙蝌蚪急性毒性的QSAR研究

用Hartree-Fock(HF)和DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6.311G**水平下,全优化计算了21种取代酚化合物.从中获得分予最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO)、前线轨道能级差(△E＝EHOMO-ELUMO)、分子总能量(ET)、氧原了所带的最高正电荷(QH+)、最负原子的静电荷(Q-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符.结合文献中标题化合物对日本长腿蛙蝌蚪的毒性值(-logLC50)和辛醇/水分配系数(logKow),由线性同归方法成功建立包含10gKow、ELUMO和Q-的三参数QSAR模型.其中,模型(5)的复相关系数R2=0.944 8,交叉验证系数Q2=0.920 5,标准偏差SE=0.187,Fisher检验值F=98.390,故其预测能力较好.由此推断,标题物对日本长腿蛙蝌蚪的毒性作用分为2步,首先穿过细胞壁在细胞内富集,以logKow和Q-描述;其次与亲核试剂发生亲电反应,以风ELUMO表示.     

取代苯胺和苯酚类化合物土壤吸收系数的定量预测

基于定量结构-性质（QSPR）研究取代苯胺和苯酚的性质具有重要意义。对36种取代苯胺和苯酚类化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO)、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（Q^-）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物的土壤吸收系数(log K_oc)和疏水性系数(log K_ow),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R_cv²),外部预测样本复相关系数(R_ext²)分别为0.930,0.929和0.915,故所建QSPR模型的稳定性和预测能力良好。模型结果表明:标题化合物的log K_oc与疏水性系数(log K_ow)、最负非氢原子的静电荷（Q^-）、分子次最低空轨道能(E_NLUMO)和分子最高占用轨道能(E_HOMO)的相关性较好。     

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.     

DFT法研究取代酚对黑头呆鱼的急毒性

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究酚类化合物的急毒性具有重要意义。运用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G^**水平下,全优化计算25种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、前线轨道能级差(AE=EHOMOˉ尻_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（g）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物对黑头呆鱼急毒性值(-1g LC₅₀),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R²_CV),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.976,0.974和0.940,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。表明:取代酚对黑头呆鱼急毒性与分子体积、最负非氢原子的静电荷及分子总能量的相关性密切。     

取代酚类化合物LC_(50)的QSAR模型建立与分析

基于定量结构.活性(QSAR)研究取代酚类化合物的急毒性具有重要意义。采用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G~(**)水平下,全优化计算21种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_(HOMO)和E_(LUMO))、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_(NHOMO)和E_(NLUMO))、分子总能量(E_T)、氢原子所带的最高正电荷(q_H~+)、最负非氢原子的静电荷(q~-)、分子偶极矩(μ)和分子体积(V)等描述符。结合文献中标题化合物对梨形四膜虫的毒性值(-lg LC_(50))和疏水性系数(10g Kow),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数(R~2),去一法(LOO)交替检验复相关系数(R_(cv)~2),外部预测样本复相关系数(R_(ext)~2)分别为0.924,0.922和0.830,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。由此推断,标题物对梨形四膜虫的毒性作用分为两步,首先穿过细胞壁在细胞内富集,以log Kow描述;其次与亲核试剂发生亲电反应,以点E_(NLUMO)表示。     

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.     

氯代芳烃对孔雀鱼急性毒性的QSAR研究

采用密度泛函方法(DFT),在B3LYP/6-311G**水平上对37个氯代芳烃化合物进行几何全优化.以最高占用轨道能(EHOMO)、最低空轨道能(ELUMO)、最负氯原子的净电荷(Qcl)、与氯相连的碳原子的净电荷(Qc-cl、氢原子所带的最高正电荷(QH)、偶极距(μ)、苯环净电荷增量(△QR)和极化率(P)作为结构描述符,结合氯代芳烃对孔雀鱼的急性毒性数据,建立定量构效关系(QSAR)模型.采用逐步多元线性回归法,确定回归方程为-lgEC50=4.168-3.228QH+0.163μ-0.037P-3.493Qc-cl(n=28,R=0.950,SE=0.16802,F＝53.231).变异膨胀因子(VIF)和t检验法对模型的稳定性进行检验,预测集样本对模型的预测能力进行验证,结果显示所建模型具有良好的稳定性和较好的预测能力.此外,讨论了模型中结构参数对化合物毒性的影响,发现极化率对化合物的毒性影响最大.     

氯代芳烃对戈卑鱼毒性的定量构效关系解析

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究氯代芳烃的性质具有重要意义。对22种氯代芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算。据所得量子化学参数建立氯代芳烃对戈卑鱼急毒性(-IgLC₅₀)的QSAR模型。对训练集样本经逐步多元回归分析后,所建QSAR模型的复相关系数R²及去一法（LOO）交互检验复相关系数R²_cv分别为0.963和0.962,用预测集样本进行了外部预测,所得外部预测样本复相关系数R²_ext和外部预测集交互检验Q²_ext分别为0.968和0.820,表明所建立的QSAR方程具有较好的稳定性和预测能力。模型结果表明:氯代芳烃化合物的毒性与分子总能量（E_γ）、分子体积（V）及分子次最低空轨道能(E_NLUMO)的相关性较好。     

丙烯酸正丁酯聚合的Diels-Alder反应机理理论研究

本文从理论上对丙烯酸正丁酯(nBA)自引发聚合的Diels-Alder反应机理进行了研究.利用DFT方法在UB3LYP/6-31G*水平上对反应的最低能量路径进行了计算,各驻点能量分别采用MP2/6-311G**和B3LYP/6-311 G(3df;2p)进一步精确计算.结构表明:此Diels-Alder反应仅包括一种途径,即路径(I),另一条途径在热力学不支持.     

多溴苊烯化合物的分子结构和热力学性质

多溴苊烯是潜在的一类有机污染物,本文采用密度泛函理论在B3LYP/6-311G**水平上,优化这类化合物的分子几何结构135个,获得它们在理想气态的一些热力学性质的数值,研究这些性质与取代的溴原子数目和位置的关系,根据各异构体的标准生成Gibbs自由能的相对大小,求出它们热力学稳定性的顺序。结果表明:大部分多溴苊烯分子具有平面的几何构型。最稳定及最不稳定异构体的△_fH~θ及△_fG~θ,都随Br原子数目增加而逐渐增加。溴原子数目相同的△_fH~θ和△_fG~θ与溴原子的取代位置有很大的关系,其相对稳定性由分子内Br…Br核排斥作用的强弱而决定。     

几种含氧杂环化合物的芳香性:一个理论研究

使用Gaussian94程序包,在B3LYP／6-311 G**基组水平上对2,3-二氢呋喃、2,5-二氢呋喃四氢呋喃、1,3-二氧杂环戊二烯和苯并1,3-二氧杂环戊二烯进行了全优化,并应用结构分析、振动模式分析和电子布居分析对主题化合物进行了充分讨论。应用电子布居分析,得到了芳香性顺序:THF>BDO>2,3-二氢呋喃>1,3-二氧杂环戊二烯>2,5-二氢呋喃。而且,运用TAC的电子布居分析是研究分子结构和芳香性的一种好方法。     

氢原子和乙腈反应的振动光谱和反应机理

在B3LYP／6-311 G**上,氢原子和乙腈的反应被深入研究。经过零点能校正后能位面被作了出来。用振动模式分析充分研究了所有反应通道以阐明反应机理。由计算可以得出,碳加成通道是能量上最有利的,主要产物是HCN,CH4和C2H6。     

多溴苊化合物的分子结构和热力学性质

多溴苊是一类潜在的有机污染物。本文采用密度泛函理论在B3LYP/6-311G**水平上优化35个多溴苊化合物的分子几何结构,并获得它们在理想气态的一些热力学性质的数值,研究这些性质与取代的溴原子数目和位置的关系,根据各异构体的标准生成Gibbs自由能的相对大小,求得它们的热力学稳定性顺序。计算结果表明:在大部分多溴苊分子中,除4个氢原子外的其他原子在同一平面上。多溴苊最稳定及最不稳定异构体的ΔfH及ΔfG,都随Br原子数目增加而逐渐增加。溴原子数目相同的多溴苊异构体的ΔfH和ΔfG与溴原子的取代位置有很大的关系,其相对稳定性主要由分子内的处在不同六元环上的邻近Br...Br核排斥作用决定。所有多溴苊化合物在热力学上都比其母体化合物苊相对较难形成。     

The conformational behavior,geometry and energy parameters of Menshutkin-like reaction of O-isopropylidene-protected glycofuranoid mesylates in view of DFT calculations

The formation of pyridinium salts in the transformation of three O-isopropylidene-protected mesylates of furanoid sugar derivatives under pyridine action is considered at the B3LYP/6-31+G** computation level. All the structures were optimized in the gas phase, in chloroform and water. Activation barrier heights in the gas phase were also estimated at the B3LYP/6-311++G**, MPW1K/6-31+G** and MPW1K/6-311++G** levels. The conducted calculations, both in the gas phase (regardless of the computation level) and in solvents, revealed the barrier height increasing order as follows: 1 > 2 > 3 for the three reactions studied. The conformational behavior of the five-membered ring is discussed in the gas phase and in solvents. The fused dioxolane ring makes the furanoid ring less likely to undergo conformational changes. In the case of reaction 3, the furanoid ring shape does not change either in the gas phase or in solvents. All conformers are close to E₀ or ⁰E.     

量化参数对脂肪醇的-lgSw、lgKow的QSPR研究

基于多元线性回归技术发展了对脂肪醇在298K下的水溶性作出精确估计的定量结构-性质关系。通过从头算分子轨道理论得到描述脂肪醇分子的结构描述符，如Ehomo,Elumot C-O键上碳原子电荷Qc。在HF／6-31g(d)水平下对脂肪醇分子进行全几何参数优化从头算。Qc容易获取，表征了醇分子同分异构体之间的结构差异。多元回归分析结果表明醇分子的-lgSw、lgKow都随分子所含碳原子数N的增加而增加，随着C-O键上碳原子电荷Qc的增大而减小，复相关系数均在0．99以上。从头算所得的量化参数Qc用于与脂肪醇的水溶解性关联优于分子连接性指数。     

CH3S与CH2SH自由基反应的密度泛函理论研究

用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对CH3S与CH2SH自由基反应进行了研究。在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道各驻点物种(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析的方法对过渡态结构及连接性进行了验证。在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正。研究结果表明,CH3S与CH2SH反应为多通道反应,有3条可能的反应通道。反应物首先通过C-S键相互作用形成链状碳-硫偶合中间体IM1,再经过裂解和脱氢气机理生成主要产物P1(CH3SH+CH2S)和次要产物P2和P3。根据势能面分析,所有反应均为吸热反应。相对于CH3S与CH2SH,各产物能量分别为(-175.2,335.5和331.5)kJ.mol-1。     

基于DFT和从头算方法的几个三元杂环化合物的理论研究

使用Gaussian94程序包和密度泛函方法(DFT)B3LYP以及从头算方法MP2在B3LYP／6-311 G**基组水平上,对4种三元杂环化合物环丙烷、环氧乙烷、环乙亚胺和硫杂环丙烷进行了全优化,其理论数据和文献数据符合得很好,这表明该方法是可靠的。接着,应用振动模式分析和电子布居分析对它们进行了研究,而且提供了一些热动力学数据。