分子连接性指数计算软件制作及应用

论文摘要

本文采用了拓扑指数中的分子连接性指数法作为研究手段,综合运用了化学与计算机科学的相关知识,以高级程序设计语言Delphi及关系数据库Access为平台,成功开发了附带物性估算功能的分子连接性指数计算软件。该类软件国内尚未有文献报道具有界面友好、功能齐全、操作简便、运行稳定、易于扩展等优点。分子连接性指数计算软件具有从参数输入到结果输出的全程智能化的特点。软件采用了全新的图形化分子结构输入方式,即搭建分子结构的过程全程采用鼠标且具有智能化的提示。此外,软件的输入过程中融入了组合基团模块化的理念,实现了环类结构整块输入,从而大大的简化了复杂的分子结构的输入过程。本软件的分子连接性计算机处理原理中采用了全新的图形识别技术,利用邻接链表的相关原理直接将分子构建结果转换为分子对应的邻接矩阵,再通过Dijkstra最短路径算法把分子的邻接矩阵转换为距离矩阵。软件具有计算0-7阶的各类分子连接性指数的基本功能。此外,该软件还能计算多个点价系统的分子连接性指数,而且能搭建并计算聚合物分子、立体结构分子的分子连接性指数及搭建表面活性剂分子、离子液体分子,且具有物性估算功能,对工业应用有良好的指导作用。此外,本文利用分子连接性指数计算软件成功计算了溶剂分子的分子连接性指数,并通过自主开发的基于最小二乘法的多元线性回归计算软件,对溶剂分子的溶解度参数、摩尔体积、内聚能进行了回归,发现各类溶剂分子的摩尔体积与分子连接性指数有很好的相关性,尤其是与°χv的相关性特别好,三参数方程的复相关系数R达到0.9711。同时,我们也尝试通过对烃类、醚类、酯类分子的内聚能、摩尔体积分别回归,然后再计算分子的溶解度参数,结果显示烃类、醚类、酯类分子的溶解度参数估算值与实验值的相对误差在10%以内分别达到了95%、90%、85%,这个结果还是令人满意的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 分子连接性指数的研究背景及其现状
• 1.1 拓扑指数的发展
• 1.2 经典拓扑指数简介
• 1.3 分子连接性指数的简介
• 1.3.1 分子连接性指数的三方面修正
• 1.3.2 分子连接性指数计算方法
• 1.3.3 分子连接性指数的拓扑图
• 1.3.4 分子连接性指数计算举例
• 1.4 分子连接性指数的点价计算系统简介
• 1.4.1 经典的点价计算方法
• 1.4.2 李新华的点价计算方法
• 1.4.3 张玉林的点价计算方法
• 1.4.4 舒元梯的点价计算方法
• 1.4.5 冯长君的点价计算方法
• 1.4.6 其他的点价计算方法
• 1.5 分子连接性指数的计算系统的简介
• 1.6 分子连接性指数的应用
• 1.7 分子连接性指数计算的软件化趋势
• 1.8 本文研究的目的、内容和意义
• 第2章 分子连接性指数计算软件的编制
• 2.1 软件总体设计思路
• 2.1.1 软件开发工具的选择
• 2.1.2 分子连接性指数计算软件的内核设计
• 2.1.3 分子连接性指数计算软件的模块功能设计
• 2.1.4 分子连接性指数计算软件的数据库设计
• 2.2 分子连接性指数计算软件的分子构建
• 2.2.1 分子式图形化搭建原理
• 2.2.2 组合基团模块化的依据
• 2.2.3 分子式搭建的智能化提示
• 2.3 分子连接性指数的计算过程
• 2.3.1 构筑邻接矩阵和距离矩阵
• 2.3.2 分子连接性指数的计算
• 2.4 分子连接性指数计算软件介绍
• 2.4.1 主界面介绍
• 2.4.2 项目界面介绍
• 2.5 软件计算结果检验
• 2.5.1 分子连接性指数计算结果检验
• 2.5.2 特殊分子的构建和计算
• 2.6 本章小结
• 第3章 溶解度参数及摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.1 多元线性回归
• 3.1.1 最小二乘法及最优子集回归法
• 3.1.2 回归软件的介绍
• 3.2 溶剂的溶解度参数与分子连接性指数的关联
• 3.2.1 芳香烃的溶解度参数与分子连接性指数的关联
• 3.2.2 烷烃及烯烃的溶解度参数与分子连接性指数的关联
• 3.2.3 脂肪醚的溶解度参数与分子连接性指数的关联
• 3.2.4 脂肪酯的溶解度参数与分子连接性指数的关联
• 3.3 溶剂的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.3.1 烃类化合物的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.3.2 含氧化合物的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.3.3 含氮化合物的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.3.4 卤素化合物的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.3.5 硫磷化合物的摩尔体积与分子连接性指数的关联
• 3.4 溶剂分子的内聚能与分子连接性指数的关联
• 3.4.1 烃类化合物的内聚能与分子连接性指数的关联
• 3.4.2 醚类化合物的内聚能与分子连接性指数的关联
• 3.4.3 酯类化合物的内聚能与分子连接性指数的关联
• 3.5 回归总结与讨论
• 3.5.1 溶剂分子的摩尔体积与分子连接性指数的关系
• 3.5.2 溶剂分子的溶解度参数与分子连接性指数的关系
• 3.6 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录