基于网络语义挖掘及舆情监测预警研究.pdf

Molecular Structural Characterization and
Further Quantitative Structural-Spectrum
Relationships pounds
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Science
by
He Liu
Supervisor: Zhiliang
Major: Analytical Chemistry
College of Chemistry and Chemical Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
April, 2008
中文摘要
摘要
定量构效关系(quantitative structure-activity relationship, QSAR)作为药物设计
研究中一个重要的计算方法和常用手段, 其核心内容是考察和分析分子结构特征
与物化性质或生物活性之间的定量相关关系。近年来,QSAR 技术对有机合成化学、
药物化学及药物设计的发展起到了巨大的推动作用,已经成为研究物质理化性质
与生物活性以寻求分子解释的一个强有力工具。作为定量构效关系一个新兴的分
支学科,定量构谱关系( quantitative structure-spectrum relationship, QSSR)是以
QSAR 技术来研究分析仪器得到的谱学数据,通过理论模拟波谱特征。由于较多情
况下化合物的结构与谱学数据之间并非简单地呈现线性关系,并且谱学数据自身
存在复杂性和多样性,因此对其正确地模拟和预测仍存在一定困难。本文在该领
域进行了有益的探讨,通过研究新的分子结构参数表征方法分析了有机化合物及
生物分子的几类谱学行为,得到了较满意的结果。
本文在实验室已有的良好基础上,应用和发展了基于分子二维结构信息的原
子电性作用矢量(AEIV) 、分子电性作用矢量(MEIV) 和分子电性杂化作用矢量
(MEHIV);结合多元线性回归(MLR)、逐步回归(SMR)、遗传算法(GA)、偏最小二
乘法(PLS)、支持向量机(SVM)等变量筛选方法和 QSAR 建模技术,对有机化合物
的谱学性质作了定量构谱关系研究,多数体系取得了与文献相近或者更优的结果。
本文开展的工作主要有以下几个方面:
①基于分子二维拓扑结构,提出了表征分子局部化学微观环境和杂化状态的
结构描述子:原子电性作用矢量(atomic electronegativity interaction vector,AEIV)和
原子杂化状态指数(atomic hybridization state index, AHSI)。采用该方法对 42 种吖啶
酮生物碱和 24 种喹啉酮生物碱进行结构表征,并以此建立起模拟碳原子核磁共振
化学位移的多元线性回归方程,所得模型复相关系数 R 以及留一法交互校验复相
关系数 RCV 分别为 , 和 ,。此外,对 35 种萘系衍生物共计
375 个等价碳原子进行结构表征,所得模型的 R、交互检验 RCV 及均方根误差 RMS
分别为:、 和 。通过严格的统计诊断和模型验证,结果表明所建
模型具有较好的稳定性和预测能力。
②考虑到分子中杂化状态对原子轨道电负性的影响,建立了一种新型结构参
数化表征方法:分子电性杂化作用矢量(molecular electronegativity interaction vector
with hybridization, MEHIV)。采用该矢量对烷烃、芳香烃、脂肪醇、脂肪族醛和酮
等 5 类有机化合物进行结构表征并与其离子迁移谱约化迁移常数 K0 建立了多元线
I
重庆大学硕士学位论文
性回归模型,所得模型复相关系数 R 为:、、、、,标
准偏差 SD 分别为: 、、、、。模型相关统计结果表明
MEHIV 描述子具有物化意义明确、分子结构表达能力较强及表现形式直观等优点。
③进一步探讨 MEHIV 的适用性。尝试使用 MEHIV 对 190 个双质子化肽离子
碰撞截面进行系统的 QSSR 研究,采用遗传算法结合偏最小二乘方法建立模型。
通过严格统计检验,结果显示所建偏最小二乘(