卤代烷结构与折光指数关系的拓扑化学研究.pdfVIP

维普资讯 有机化学 YOUJIHUAXUE．1995，15，599～603 研究论文 卤代烷烃结构与折光指数关系的拓扑化学研究 2 2、l 叼 王克强 (洛阳师范高等专科学霰 写 河南．洛阳471022) t 乙 n 摘要：本文根据分子拓扑学原理，用色圉方法探讨丁卤代烷烃结构与折光指数的关系，提出一个普遍适用于 卤代烷烃折光指数 的定量关系式。应用这一定量关系，不仅能够描述卤代烷烃折光指数的变化规律 预删卤代烷 烃的折光指数，而且能够合理表征物质结构与性能之间的关系 1 ． 关键词：结构性能关系，结构信息指数，分子结构．定量关系 折光指数，卤代烷烃 宣-五 +L‘ — — ’ 一 — — 一 l 当今化学正从定性科学 向定量科学发展，结构性能关系的研究 已成为现代化学基础研究的重 要 内容，并得到越来越多的化学、生物学和药学研究者的重视… 近年来，拓扑学的发展及其向 化学领域的渗透为结构性能关系的深入研究提供了一种有力的研究工具，引起了国内外学术界的 广泛关注 l。拓扑方法的要点是寻求分子图的拓扑不变量，并用数字表征，得到拓扑指数，然后 与性能相关联。用一个拓扑指数能够在一定程度上区分同分异构体，但难 以反映分子结构特性， 因而与性能的相关性不佳。本文根据分子结构的特点，用色图方法对不同的原子进行标识，这既 能有效地分辩分子结构的差别，又能良好的关联性能，据此探讨了尚未见到文献报道的卤代烷烃 折光指数与其分子结构之间的关系，提出一个既能描述 卤代烷烃折光指数变化规律 又能合理表 征其结构性能关系的定量关系式 1 基本原理和方法 折光指数是与分子结构密切相关的物理量。折光指数属于凝聚型性能，主要 以分子间的作用 力为结构基础 。卤代烷烃与烷烃 的不同点在于前者为极性分子，其分子间的作用力不仅有色散 力，而且有取向力和诱导力。根据前文 对烷烃的研究结果，色散力的大小主要取决于分子的大 小和形状，怛对 卤代烷烃而言，卤原子的存在是导致分子间产生取向力和诱导力的主要原因·因 此，卤代烷烃 的折光指数不仅与分子的大小和形状有关，而且与卤原子有关。下面分别予以讨 论。 先讨论分子的大小和形状对折光指数的影响 分子的大小和形状影响分子间的作用力，因而 影响折光指数。根据文献[5】的结果，分子的大小和形状可用分子结构的一级结构信息指数 和 二级结构信息指数 描述， 和 P 愈大，分子问的相互作用愈强，折光指数愈大 k和 P3 是用拓扑方法对分子结构进行数值化表征得到的 根据分子拓扑学 ，分子结构可看作原子间相 互联系的分子图，通过分子图的转换，可用矩阵描述分子结构。考虑到卤代烷烃的性能主要取决 于分子中碳原子和 卤原子的连接性，我们用重原子 (碳原子和卤原子)的骨架图作为分子图 重原 子数为 的卤代烷烃，其分子结构可用 n×n阶距离矩阵D=()描述，矩阵元 表示分子图中 原子 ，，之间的化学键数。根据Wiener指数 和前文 的结果，定义 1995-01—10收稿 1995-05—09修回 河南省优秀中青年骨干教师基金资助课题 维普资讯 ·600 · 有 机 化 学 1995年 W k