基于层次分子结构的方法估算含氧脂肪族有机化合物的正常沸点

《Journal of Physical Organic Chemistry》：Hierarchical Molecular Structure–Based Method to Estimate the Normal Boiling Point of Aliphatic Oxygen‐Containing Organic Compounds

提出分子层次结构方法（HMSM）提取6个分子描述符，成功建立含氧有机化合物（AOCOCs）正常沸点（NBP）的QSPR模型，平均绝对百分比误差（APPE）低于1%，验证了HMSM在QSPR建模中的优异性能。

　　

摘要

在这项研究中，提出了一种分层分子结构方法（HMSM）来提取分子描述符。该方法将分子结构分为三个层次：第一层次包括顶点数量（顶点数 m 和顶点数量效应之和 S_VNE）的贡献；第二层次包括顶点骨架（奇偶索引 OEI 和分子内极化效应指数 IMPEI）的贡献；第三层次包括官能团（极化效应指数 PEI 和官能团影响因子 G_N）的贡献。利用这六个分子描述符，可以很好地定量关联含氧脂肪族有机化合物（AOCOCs，包括醇、醚、醛、酮、羧酸和酯）的正常沸点（NBP）。结果表明，每类 AOCOCs 的实验值与计算值之间的平均绝对百分比误差（APPE）小于 1%。基于建立的 QSPR 模型，预测了一些尚未通过实验测量的 AOCOCs 的 NBP，包括 14 种醇、25 种醚、106 种醛、72 种酮、103 种羧酸和 57 种酯。此外，还建立了一个涵盖所有 518 种 AOCOCs 的 QSPR 模型，其 APPE 值仅为 1.35%，表明基于 HMSM 的 QSPR 模型在 QSPR 建模领域表现优异。文中讨论了官能团对 NBP 的具体贡献，其贡献顺序如下：?COOH?>??OH?>??COO??>??C(O)??>??CHO?>??O?。