一种新型拓扑分子表征方法的应用研究
作者 : 未知

  化学及其相关科学的发展至今已呈现出从描述性向推理性、从宏观状态的研究到微观结构理论发展的趋势,人们在长期的实践中认识到:分子是构成物质的基本单位,物质的许多理化性质以及生物活性都是以分子为主体来表示和解释的,分子结构一经确定,其性质也随之而定,通常人们将分子结构表征技术分为三大类:一是基于分子连接的图形特征利用数学图论方法加以转化提取得到的结构参数,即拓扑描述子;二是通过实验或计算得到的分子物理化学性质,即物化参数;三是采用量子化学方法从分子电子结构出发计算出的化合物相关信息,即量化指数,其中,拓扑描述子(topological descriptor)是一种完全不同于其它两类表征技术的分子结构参数化方法,它基于分子图中的拓扑不变量将化合物转化为一组具有数学抽象意义的特征参数,从而实现纯理论层面上的分子结构表征,自从1947年Winer提出W指数以来,至今已出现了两百余种分子拓扑描述子,其代表如Hosoya指数(z指数)、Randic指数(X指数)、Balaban指数(J指数)、Kier-Hall连接指数(mXu指数)等,实践证明,分子拓扑描述子与化合物的多种物理化学性质及生物活性显著相关,因此该类指数在QSPR/QSAR研究中得到了广泛应用,然而,传统拓扑描述子只考虑了分子中顶点(原子)和边(化学键)的连接方式,却没有将一些重要的化学物理性质融合到结构参数的表达当中,从而造成大量有用信息的损失,另外,由于实际研究对象的多样性和复杂性,因此任何一种分子结构表征方法都不可能对所有情况具有普适性,如何建立一种拓扑描述子使其具有一定的调节和适应能力,从而最大限度扩展对研究对象的适用范围是当前有待解决的问题。

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