烯烃顺反异构体沸点的定量构效关系

14德州学院学报第30卷6(011601A=6666601060)6.666600160]显然矩阵A≠B,因此分子的结构矩阵可有效按照赋权图的原样分别给出顺4,4-2m-2戊地将烯烃的顺反异构现象区分开来. 表1列出了文烯和反4,4- 2m-2戊烯的结构矩阵A与B(注意献[6,7]中所能查到的38种烯烃顺反异构体的一-部空白处用0填充)分烯烃的结构矩阵.表」部分烯烃顺反异构体的规范化分子结构圉及其结构矩阵NcCompoundMolecular structure imagesStructure matrixes1顺-2-丁烯.c-c-C-c(6.6)H2反-2-丁烯C--C-C-C(0100)6666|(001o顺-4甲基-2-戊婿HHC(°11ε)cocbc反-4甲基-2-戊烯(00100)aH5顺-4,4-二甲基-2戊烯.C-0C-C-C00060)反-4,4-二甲基-2戊婼顺-2,4-二甲基-3己烷CHCc-c(°6160°)cH反-2.4一二甲基-3已烷00060o)顺-4甲基-3乙基-2戊烷(66666,HC10反-4甲基-3乙基-2戊烷C-C-C-C00600]第4期刘新华:烯烃顺反异构体沸点的定量构效关系5方向对物质组成的结构进行详细刻画.又因为组成3 QSPR数学模型物质结构矩阵的元素是由分子结构图顶点处原子的原子序数构成的,而原子序数与原子是一一对应关as1as2 .. as系,因此分子的结构矩阵可有效的反映构成物质的8--1.1 ag-1.2 " ag-1,n原子类型以及连接各支链的空间方位的信息量.同时,由于物质原子的原子量与原子序数成正相关关设A=| aolao是某一系,因此以结构矩阵的行、列向量1范数的ρ次方根构建的结构信息指数的物理意义是:参数λ。反映了物质分子主链原子量与物性P的关系;而参数入:中包含着分子的支化程度和顺式结构的信息量;参数m行n列的分子结构矩阵,其中A的第零行对应于λ2则给出了长度超过1的取代基个数对性质P所作分子结构图的主链,主链上方的行依次定义为第1,贡献的拓扑量值;参数λ-1中既含有反式结构的信2...s行,主链下方的行依次定义为矩阵A的第-息量,也反映了分子叔原子数对物性P的贡献值;1,-2...-t行，用a; = (an ,a*.,an)表示矩阵而参数μ;( j =1,2,.",n)表达了主链第j个原子上A的第i个(i=-t,-t+...,0,.2...s)行向量，取代基的具体信息量.由此可知,结构信息指数入，β, = (a,a,r,".,ao,a-,a. e.,*,a，)T,表示Aμ;是从纵横不同方向对分子微观结构的细化描述.的第j(j=1,2,-.,n)个列向量.基于以上事实,本文将分子结构矩阵的行、列向量的设P是稀烃化合物的性质,入;= lall',p,=1范数的p次方根λi,μ作为分子的结构信息指数用I|1I',其中1| * |I' 表示向量的1范数的ρ次算.于烯烃顺反异构体结构物性规律的研究.术根.依λ;,p;作为参变量,建立如下形式的QSPR数学模型:4烯烃顺反异构体沸点的定量构效关P= 2ex;+ Ed,u,+e(*)由结构矩阵的定义可知,烯烃顺反异构体的结根据表1所列烯烃顺反异构体的结构矩阵,借构矩阵是其分子结构图原样的量化,它相当于分子助SPSS软件,确定模型参数p=0. 7,并计算结构矩结构图的一张数码照片,结构矩阵的行数列数反映阵的行、列向量的1范数[8] ,剔除线性相关向量,将了物质分子的整体规模,是对分子大小的宏观描述;模型所需独立参数的取值以及烯烃涕点实验值和预而组成矩阵的行向量组和列向量组分别从纵横两个测值列于表2.喪2 38个烯烃的结构信息指数及其沸点实验值和预测值No Compound*。 λ1 λ-1 A-zμiμ2必μμsp8 μ9 bp.c坤bp. aleC-2-49.25 1.625.0.93.72. 4112T-2-49.25 1. 0003.93.53.0.82. 0888C-2-510.81 1. 62503.53.93.93.53.536. 865T-2-510.81 1. 0000) 3.53.9 3.9 3.5 3.36.336. 543C-2-612.29 1. 625)3.53.93.93.53.50 68.867. 060T-2-612.29 1 000 .1.00 67.966. 737C-3-603.53.53.93.93.5066.67. 519 .T- 3-612.29 1. 000.) 3.5 3.5 3.9 3.9 3.567. 1969 C-4m-2-5 10.81 I.625 .3.5.03.53.93.95.73.558. 28710 T-4m-2-5 10.81 1.0003.958.658. 020C-2-713.69 1.625..536. 90712T-3-713.691. 000.53.53.93.93.53.97.043.46德州学院学报第30卷No Compound*λo λ1 λ-1-2451748pu9 bp.oxpbp. ale13C-3-713.69 1. 625.(.0.5 3.5 3.9 3.9 3.5 3.5.0 95.8 97.36613. 69 1. 0001.0.595. 796. 584 .15 C-4m-2-6 12.29 1.6253.5.03.53.93.95.73.586.388. 48116 T-4m-2-6 12.29 1.00003.53.93.95.73.5,0 87.6 88.487C-5m-2-6 12.29 1. 6253.5 3.9.989.5 87. 53418 T-5m-2-6 12.29 1.000 .88.187. 53919 C- -2m-3-612. 291. 6253.503.55.7，3.93.93.5086. 42503.55.73.93.93.50 85.9 86. 43021 C-44mm-2-5 10.81 4. 28780. 477.83122 T-44mm-2-5 10.81 3.905 3.903.53.93.97.63.576. 777. 654C-2-815.03 1. 625 .0 3.5 3.9 3.9 3.5 3.5 3.5 3.5 .0 125.6 124.13T-2-815.03 1. 0003.90 125.0123. 8125C-3-8.15.03 1. 625) 3.5 3.5 3.9 3.9 3.5 3..0 122.9124. 592T-3-815.031.000 1. 003.53.53.93.93.53.53.5.0123.3124. 27C-4-815.031. 625) 3.5 3.5 3.5 3.9 3.9 3.5 3.5. 0 122.5 122. 56T-4-8122.2429 C-5m5m-2-6 12.29 4.287 3. 503.53.93.93.57.6106. 2730 T-5m5m-2-6 12.29 3.905 3. 9) 3.5 3.9 3.9 3.5 7.6.0 104.1106. 09.31 C- 2m2m-3-6 12.29 4. 287103. 8232 T- 2m2m- -3-612.29 3.905 3. 90 3.5 7.6 3.103. 6433 C- -2m4m-3-6 12.29 1.625 5.70 3.5 5.7 3.9 6.0 3.5.0 109.0107. 2634 T- -2m4m-3-6 12.29 1. 00006.0 3.0 107.6107. 0035 C-4m3e-2-5 10.81 1.625 5.7 3.5 3.115. 236 T-4m3e-2-5 10.81 1.000 6.0 3.5 3.5 3.9 7.9 5.7 3. 5115. 02C-5-1017.57 1. 6250 3.5 3.5 3.5 3.5 3.9 3.3.3.5 171.0171. 163:T-5- 1017.57 1.000170. 84*烯烃顺反异构体名称的缩略形式.C-顺式,T-反式，m-甲基，e-乙基.如C-2-4:顺-2-丁烯，: T-4m3e-2-5:反-4一甲基- - -3-乙基-2-戊烯.利用表2所列38种烯烃参数值与其沸点实验值bp.w进行多元线性回归,得以下回归方程5结语P. b. =20. 51220 +0.367x,-0.093x-.-0. 118入-2 +92.036μ: +8.787p2+烯烃顺反异构体的构效关系研究-直是人们感14. 585μs +9.936μs +9.503μs +兴趣的课题之- - ,文献[6,7,9]中较详细地介绍了化0.323μ7 -0.08μs +0.131μo -667.535学工作者多年来的研究成果.但这些研究结果几乎r=0.999,s=1.60618,F=1560.26,都是建立在烯烃顺反异构体分子拓扑图的距离矩阵n= 38或邻接矩阵基础之上的,而本文的工作彻底摆脱了其中r是复相关系数,s是标准偏差,F为Fis-距离矩阵和邻接矩阵对人们思想的束缚,建立了分cher检验值.利用上式对38种烯烃顺反异构体的子的结构矩阵,以结构矩阵行列向量范数的p次方沸点进行预测,结果见表2(bp. ak),实验值与预测为参变量,建立 QSPR数学模型，该模型数学逻辑值吻合的非常好,相关系数达到了0. 999,优于文献清晰,物理意义明确,参变量值易求易得.因此,本文值[°]方法开辟了烯烃顺反异构体构效关系研究的新视野.第4期刘新华:烯烃顺反异构体沸点的定量构效关系47[5]刘新华.基于分子结构矩阵的链烷烃沸点的QSPR研究参考文献:[J].德州学院学报,2012, 28(4):27-31[1]辛厚文.分子拓扑学[M].合肥;中国科技大学出版社，[6] 曹展忠,袁华.烯烃顺反异构的拓扑方法研究[J].物理1992.化学学报，2005,21(4):360- 366[2] 禹新良,王学业,高进伟,等.用量子化学参数研究烯烃[7] David, R. L. CRC handbook of chermistry and physics聚合物定董构效关系[J].化学学报, 2006 ,64(7):629-[M].81st ed. Florida :CRC Press,2001_8] 吴昌悫,魏洪增.矩阵理论与方法[M].北京:电子工业[3] 刘凤萍,粱逸增，曹展忠.拓扑量子指数醛酮气相色谱保出版社,2005. .[9] Schultz H. P., Schultz E. B. , Schultz T.. P. Topologi-留指数及沸点的定量构效关系[J].分析化学,2007,35(2):227-232.cal organic chemistry,9 graph theory and molecular to-pological indices of stereoisomeric organic com - - pounds[4] 刘新华,伍平.分子的结构矩阵及其与物性的相关性研[J]. J. Chem. Inf. Comput . Sci. ,1995 ,35 :864- 870.究[J].山东大学学报(理学版), 2012,47<5):1-8. .QSPR of Boiling Point for Cis- trans Isomerism of AlkenesLIU Xin- hua .(School of Chemistry and Chemical Engineering , Dezhou University , Dezhou Shandong 253023 ,China)Abstract: The structure matrix of the cis - trans isomerism of alkenes was founded. The mathematicalmodel were constructed based on norm of row vector and column vector of the molecular structure matri-xes, then the boiling point of the cis一trans isomerism of alkenes were predicted using the mathematicalmodel. The prediction results more than the literature value. Research shows that the structure matrix caneffectively distinguish between cis- trans isomerism of alkenes, and have clear physical meaning, and hasgood stability and strong prediction ability.Key words: alkene; cis 一trans isomerism; structure matrix; quantitative structure 一property relation-ship; boiling point