一种研究脂肪酮溶解度和辛醇/水分配系数的拓扑新方法

摘　要　利用杂原子与相邻碳原子价层电子数比值的一半作为两顶点的距离，在脂肪酮的邻接矩阵和距离矩阵的基础上，定义了新拓扑指数M并计算16种脂肪酮的拓扑指数值M．运用SPSS13.0将M与脂肪酮的辛醇/水分配系数和溶解度进行逐步回归，取得了较好的相关性（R＞0.99）．比直接利用相邻两原子间真实距离与CC真实距离之比的方法更简便.由于拓扑指数M能够较好地表征脂肪酮分子结构，因而可以较好地预测其有关性质．

关键词　拓扑指数；QSPR；价层电子；回归模型；残差分析

中图分类号　O623；O641 文献标识码　A 文章编号　10002537（2012）04005104

物质结构活性/性质定量关系（QSPR/QSAR）的研究是目前化学及相关学科中一个比较活跃的领域，而拓扑指数作为该领域的一种研究方法应用得越来越广泛［15］．拓扑指数在预测分子的物理化学性质方面起着重要的作用.目前该研究中较常见且具有代表性的方法主要有维纳指数法、分子连接性指数法及分子支化度指数法等［612］.但这些拓扑指数都存在简并度较高或者对杂原子处理结果较差等缺陷.为了使拓扑指数在分子性质预测上更适用，本文以系列脂肪酮分子为例，对含杂原子的分子进行修饰.建立一种新的拓扑指数M，通过与脂肪酮分子的辛醇/水分配系数（反映了该化合物的脂溶性大小）及溶解度进行关联，取得了较好的研究结果．

1　拓扑指数的构建

以丙酮分子为例，将分子中的氢原子及与氢原子相连接的化学键隐去，保留碳的骨架写出分子的距离矩阵及其分子的邻接矩阵．

对距离矩阵作如下修正：用杂原子与相邻碳原子价层电子数比值的一半作为两顶点的距离．鉴于原子性质与价层电子数密切相关，故可以通过价层电子来描述该原子在分子结构图形中的特殊性，又考虑到双键，因此可以利用杂原子与相邻碳原子价层电子数比值的一半作为两顶点的距离，即CO键的距离为（6/4）×（1/2）　=　0.75，比一个单键距离略短．取0.75原则上只是一个经验估计值，该值是否有意义，要看由它构建的拓扑指数与其性质是否有关联，而这正是本文研究的关键内容．