Upload
serg-maksimov
View
761
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Презентация для защиты диплома. Защита диплома в РХТУ им. Менделеева 10/02/2010
Citation preview
Моделирование растворимости
органических веществ
в сверхкритическом диоксиде углерода
с использованием методологии QSARQSARQSARQSAR
Научный руководитель:
профессор, д.т.н. Меньшутина Наталья Васильевна
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Кафедра кибернетики химико-технологических процессов
Максимов Сергей Александрович, гр. К-61
СК----состояние вещества
4,296,8Пропан
6,3243Этанол
8,04240Метанол
11,1132,3Аммиак
7,3831,1Диоксид
углерода
21,4374,2Вода
Р, МПаТ, oCВещество
2222
Применение СК----СО2222
Среда для химическихреакций
Сверхкритическаяэкстракция
3333
Применение СК----СО2222
для фармацевтики4444
Цели работы и методы
моделированияЦели работы:� создание базы данных для сбора и анализа результатов экспериментального
определения растворимости органических веществ в сверхкритическом диоксидеуглерода;
� построение количественных моделей растворимости органических веществ в СКДУс использованием методологии QSAR (quantitative structure-activity relationships, количественные соотношения структура – активность, КССА).
Основные методы моделированиярастворимости:
� термодинамические модели растворимости(уравнения Пенга-Робинсона, Соаве-Редлиха-Квонга);
� простые корреляции (уравнение Крастила);� модели, построенные с использованием
методологии QSAR.
ln ln ln ln ,
где - давление пара,
- коэффициент летучести,
- молярный объём .
v S
v
S
P PVS V
P RTP
V
φ
φ
= − − +
ln ln ,
где - плотность флюида, г/куб.см,
, - эмпирические коэффициенты.
Ac k B
T
А В
ρ
ρ
= + +
5555
Дескрипторы молекулярной
структуры
……
Индекс общей связности молекулярнойструктуры
Xt
Индекс среднеквадратичныхрасстояний
MSD
Индекс симметрии КираS0K
Среднее электротопологическоесостояние молекулы
Ms
Логарифм коэффициентараспределения вещества в системе«октанол-вода» по Моригучи
MLOGP
Фактор гидрофильностиHy
Трехмерный индекс БалабанаJ3D
Индекс связности БалабанаJ
Абсолютная температура, КTemp
Давление, МПаPres
Молярная рефракция Гозе-КриппенаAMR
ln ,
где растворимость,
коэффициенты,
значения дескрипторов.
i ii
i
i
S a P b T d
S
d
α
α
= ⋅ + ⋅ + ⋅
−−−
∑
Применяемые дескрипторы
6666
Физическая модель данных7777
Алгоритм построения моделей8888
Применение регрессионных моделей
cT
b
p
aS ++=ln
S – растворимость(мольная доля),
p – давление (МПа),
T – температура (К),
a, b, c – эмпирическиепараметры
9999
Задача классификации и ДВР
2log (бит)i i
i
n nS
n n= −∑
1 2
2
30 30( log100 100
70 70log ) 0,881 бит
100 100
S = − +
+ =
2 2
50 502( log ) 1,0 бит
100 100S = − =
lnS 7,294
1,227(MLOGP 7,948)
0,04(J 2,883) 0,04(Pres 22,39)
0,026(Temp 325,155)
8,796(Hy 0,816)
0,223(J3D 7,28)
= − −− − +
+ − + − ++ − −
− − ++ −
10101010
Исходные данные для классификации
Результаты моделирования11111111
Краткие итоги:
� общее количествоэкспериментальных точек – 758;
� количество различных химическихсоединений – 82, в т.ч.
� альфа-токоферол,
� нафтохинон,
� триоктилфосфин,
� 5-метокси-1-тетралон;
� количество дескрипторов – 22.
Основные результаты и выводы
� Создана база данных для сбора и анализа результатовэкспериментального определения растворимости органическихвеществ в СКДУ;
� программно реализована информационная система, включающая базу данных, графический интерфейспользователя и блок анализа данных;
� проведен анализ данных по растворимостям с применениемразличных математических моделей:
� простая корреляция для индивидуального вещества,
� линейная регрессионная модель в пространстве дескрипторовмолекулярной структуры,
� дерево вариантов решений в пространстве дескрипторовмолекулярной структуры;
� определено, что QSAR-модели дают наиболее точное описаниеданных по растворимостям;
� проведено исследование QSAR-моделей, определеныоптимальные параметры алгоритма построения ДВР, объёмаобучающей выборки.
12121212