基于電負(fù)性均衡原理方法準(zhǔn)確計(jì)算分子中的原子電荷.pdf

1、分子中的原子電荷分布是量子化學(xué)的重要性質(zhì)，在分子模擬、力場計(jì)算以及QSAR/QSPR的研究中都是非常重要的參數(shù)。采用量子化學(xué)從頭算或密度泛函基組計(jì)算均需要耗費(fèi)大量機(jī)時，對于有機(jī)大分子的電荷計(jì)算尤其如此。本文依據(jù)密度泛函理論下的電負(fù)性和電負(fù)性均衡模型，通過考察分子的化學(xué)環(huán)境和成鍵狀態(tài)，將組成原子分為不同的類型，并采用全局優(yōu)化方法，構(gòu)建新的EEM模型，以對大分子或大量分子的原子電荷分布進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。 為了驗(yàn)證我們提出的關(guān)于化學(xué)環(huán)境

2、影響不同原子的電負(fù)性和硬度價態(tài)參數(shù)值，第二章中，我們構(gòu)建了基于拆分一組合的電負(fù)性均衡方法，認(rèn)為不同化學(xué)環(huán)境的同類元素原子具有不同的電負(fù)性和硬度價態(tài)參數(shù)，并以正丙醇分子為例，分別構(gòu)建兩個包含正丙醇子結(jié)構(gòu)正丙基和羥基的訓(xùn)練集，采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化得到各不同原子類型的參數(shù)值。同時對其他分子的原子電荷采用上述方法也進(jìn)行了計(jì)算。 為了克服拆分—組合電負(fù)性均衡方法的一些缺陷，我們在此基礎(chǔ)上提出新的改進(jìn)EEM模型。不同于第二章中將所有化

3、學(xué)環(huán)境不同的原子視作具有不同的電負(fù)性和硬度價態(tài)參數(shù)值，在第三章中，簡化為認(rèn)為具有不同成鍵狀態(tài)的同類原子具有不同的參數(shù)值。通過選取141個分子，采取微分進(jìn)化算法進(jìn)行全局優(yōu)化以得到各不同原子類型的參數(shù)值。采用這些參數(shù)對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子進(jìn)行了計(jì)算，與基本EEM模型相比，本文所提出的改進(jìn)EEM模型對原子的電荷計(jì)算有明顯的改善。 雜環(huán)藥物分子和多肽分子是兩類重要的有機(jī)化合物，對其電荷的計(jì)算具有現(xiàn)實(shí)的意義。第四章選取了一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的雜環(huán)