[发明专利]一种预测化学品分子结构参数的方法

摘要

本发明提供了一种预测化学品分子结构参数的方法，所述方法包括优化有机化合物分子结构并且基于优化的分子结构计算得到有机化合物的各项参数。本发明所提供的预测有机化合物多参数线性自由能关系的方法可用于多种类有机化合物；方法中E、S、A、B、L、V的实测数据达到3838种，具有非常广泛的应用域，E、S、A、B、L、V采用线性回归算法进行建模，模型算法透明简便，易于解释；采用本发明所提供的方法预测有机化合物多参数线性自由能关系中的化学品分配系数简便快捷、成本低廉，可以为化学品监管提供数据支持，对化学品的生态风险性评价具有重要意义。

主权项

1.一种预测化学品分子结构参数的方法，其特征在于，所述方法包括：S1.以高斯B3LYP/6‑31G(d)方法优化有机化合物分子结构，对于超出计算范围的原子采用LANL2DZ加入赝势，并加入关键字pop＝NBO、Volume，所述优化后的分子结构稳定没有虚频；S2.基于优化的分子结构计算得到polarizability、EHomo‑ELumo、I_LPcount、Atom_num、nBT、Mor32p、nHDon、ATSC2i、F01[C‑N]、F10[O‑O]、dipole_moment、CCR_energy、EHOMO‑1、Rperim、Mor05u、Mor02m、nRCO、H‑046、SdO、NtN、H_Qmax、H_Qmean、nRCONH2、N‑067、O‑057、SsNH2、CATS2D_01_AN、CATS2D_03_DD、CATS2D_03_DA、B04[O‑O]、nArNHR、O_Lpcount、N_Qcount、Mor12i、H‑047、O‑056、P‑116、NddsN、B01[C‑N]、F02[C‑N]、F_Lpcount、Br_Lpcount、H_Qcount、NaasC、SssCH2、F01[O‑Si]和molarVolume值，其中polarizability为极化率、EHomo‑ELumo为前线分子轨道能级差、I_Lpcount为所有碘原子的孤对电子对数、Atom_num为原子总数、nBT为化学键数目、Mor32p为3D‑MoRSE信号32/极化率加权、nHDon为氢键供体的N和O原子数、ATSC2i为电离电位加权的lag2的中心Broto‑Moreau自相关指数、F01[C‑N]为拓扑距离为1时出现C‑N的概率、F10[O‑O]为拓扑距离为10时出现O‑O的概率、dipole_moment为偶极矩、CCR_energy为核‑核排斥能、EHOMO‑1为第二高占据轨道能量、Rperim为分子的环周长、Mor05u为3D‑MoRSE信号05/未加权、Mor02m为3D‑MoRSE信号02/质量加权、nRCO为脂族酮基的个数、H‑046为氢原子与sp3杂化碳原子相连且相邻碳原子上无卤素原子相连、SdO为＝O的E‑states总和、NtN为分子中含≡N的个数、H_Qmax为氢原子最高电荷量、H_Qmean为氢原子平均电荷量、nRCONH2为脂族初级酰胺的个数、N‑067为Al2‑NH、O‑057为酚/烯醇/羧基上的氧原子、SsNH2为‑NH2的E‑states总和、CATS2D_01_AN为在lag 01处的氢键受体‑负电荷的CATS2D描述符、CATS2D_03_DD为在lag03处的氢键供体‑氢键供体的CATS2D描述符、CATS2D_03_DA为在lag 03处的氢键供体‑氢键受体的CATS3D描述符、B04[O‑O]为拓扑距离为4时O‑O的存在/缺失、nArNHR为芳香族仲胺的个数、O_Lpcount为所有氧原子的孤对电子对数、N_Qcount为氮原子数量、Mor12i为3D‑MoRSE信号12/电离电位加权、H‑047为与sp2和sp3杂化的碳原子相连的氢原子、O‑056为羟基上的氧原子、P‑116为R3‑P＝X基团的个数、NddsN为‑N(＝)＝的个数、B01[C‑N]为拓扑距离为1时C‑N的存在/缺失、F02[C‑N]为拓扑距离为2时C‑N的频率、F_Lpcount为所有氟原子的孤对电子个数、Br_Lpcount为所有溴原子的孤对电子对数、H_Qcount为氢原子个数、NaasC为aasC的个数、SssCH2为‑CH2‑的E‑states总和、F01[O‑Si]为拓扑距离为1时出现O‑Si的频率、molarVolume为摩尔体积；S3.根据式(1)计算有机化合物分子结构参数E，根据式(2)计算有机化合物分子结构参数S，根据式(3)计算有机化合物分子结构参数A，根据式(4)计算有机化合物分子结构参数B，根据式(5)计算有机化合物分子结构参数L，根据式(6)计算有机化合物分子结构参数V，E＝0.61313+0.01169 polarizability+0.88701(EHomo‑ELumo)+0.12676 I_LPcount‑0.29072 Atom_num+0.26076 nBT‑0.34881 Mor32p+0.12675 nHDon‑0.57231 ATSC2i+0.04305 F01[C‑N]+0.14475 F10[O‑O]式(1)，S＝0.80280+0.05210 dipole_moment+0.00023 CCR_energy+1.96420 EHomo‑1+0.03975 Rperim‑0.55400 ATSC2i‑0.05361 Mor05u+0.01734 Mor02m+0.24280 nRCO+0.10889 nHDon‑0.02352 H‑046+0.01438 SdO+0.43704 NtN式(2)，A＝‑0.18760+0.41354 H_Qmax+0.83897 H_Qmean+0.20256 nRCONH2+0.28056 nHDon–0.16539 N‑067+0.08320 O‑057–0.07177 SsNH2+0.14845 CATS2D_01_AN–0.12936 CATS2D_03_DD–0.04406 CATS2D_03_DA–0.08829 B04[O‑O]‑0.21963 nArNHR式(3)，B＝‑0.01310+0.08131 O_LPcount+0.13056 N_Qcount–0.09927 Mor12i+0.18232 nRCO+0.01458 H‑047+0.14627 O‑056+0.95757 P‑116–0.53368 NddsN+0.14104 B01[C‑N]+0.03503 F02[C‑N]    式(4)，L＝0.44713+0.03226 polarizability–0.16282 F_LPcount+0.07766 Br_LPcount+0.25237 Atom_num–0.35911 H_Qcount+0.48173 nHDon‑0.08596 NaasC+0.06518 SssCH2–0.43300 F01[O‑Si]                                              式(5)，V＝‑0.00910+1.027(molarVolume/100)       式(6)，其中，分子参数E为分子过量摩尔折射率、分子参数L为正十六烷‑水分配系数、分子参数A为氢键酸度数，分子参数B为氢键碱度，分子参数S为极性/偶极矩，分子参数V为McGowan特征分子体积。