纯复合性能预测

介绍

adf.中的属性预测程序为许多重要的纯组件物理属性提供了快速,准确的估计。在其核心,属性预测程序将输入分子的各种QSPR描述符映射到单个数值,属性估计。其中许多属性模型依赖于易于评估的QSPR描述符和数字直接计算,这意味着可以为每个属性提供估计<<每分子1s。属性预测程序中使用的模型的一般表达式如下:

\ [f(p)= c + g \ left(\ sum \ limits_i c_i n_i \ oled)+ h \ left(\ sum \ limits_i d_i n_i,t \ other)\]

在哪里 f 是一个转换属性值空间的函数, g 是一个函数,可以将QSPR描述符映射到数值上,以及 h 是一种功能,也可以通过包括温度来捕获某些特性的温度依赖性, T作为输入。此外, C 是一个常量, \(你\) 指QSPR描述符的QSPR值 i, 和 \(c_i \)\(d_i \) 是对应于每个QSPR描述符的拟合系数 i.

性能估计的准确性取决于输入分子结构的性质/复杂性。对于许多常见的有机结构,性质估计应该合理准确。然而,与QSPR模型始终如此,性质预测程序可能会对其训练结构域外的分子中的分子失去精度,即对训练集中发生的化合物非常“不同”的分子。通常,该程序可用于具有以下原子类型的分子:

接受的原子类型 可以与原子类型一起使用的示例功能组
H 烷烃,烯烃,炔,醛,酰胺,胺,芳烃,羧酸,氢氧化物,硫化物,硫醇
C 酰氯,烷烃,烯烃,炔,醛,酰胺,芳烃,羧酸,酯,醚,酮,C-x(卤素)
N 酰胺,胺,芳烃,氰化物,亚胺,硝基组
O 酰氯,醛,酰胺,芳烃,羧酸,酯,醚,酮,硝基组
F -cf,-cf2,-cf3
S 硫化物,硫醇
CL. 酰氯,-CCl,-CCl2,-CCL3
布尔 -CBR.
I -CI.

对该方法无法正常工作的分子类型的简要描述 一般警告部分。该方法将失效的常见分子是:(1)仅含有一种非氢原子,例如甲烷或水; (2)包含上表中未列出的原子的那些。

可用的属性

属性预测程序可以预测各种纯组件物理属性的值。这些性质本身可以是感兴趣的,或者可以与其他COSMO-RS性质计算结合使用(例如,计算液体中固体的溶解度,我们必须知道固体融合和熔点的焓 - 两者可以使用属性预测程序估计这些属性)。下面列出了可用的属性及其单位:

财产名称 单位 附加信息 典型错误
沸点 K 在1个ATM 15 K
临界压力 酒吧   1.5巴
临界温度 K   30 K
临界卷 l / mol.   0.02 L / mol
介电常数     3
理想的天然气熵 J /(mol k) 在298.15 k和1 bar 20 j /(mol k)
闪点 K   15 K
吉布斯能源理想气体 KJ / MOL. 在298.15 k和1 bar 25 kj / mol
燃烧焓 KJ / MOL. 在298.15 K. 50 kJ / mol
STD。形成的焓 KJ / MOL. 在298.15 k和1 bar 30 kJ / mol
融合的焓 KJ / MOL. 在正常熔点 4 kj / mol
形式的焓。理想的气体 KJ / MOL. 在298.15 k和1 bar 25 kj / mol
升华焓 KJ / MOL.   5 KJ / mol
熔点 K 在1个ATM 35 K
液体摩尔体积 l / mol. 在298.15 K. 0.005升/摩尔
(液体密度) kg / l. 在298.15 K. 使用液体摩尔体积
液体蒸气压 酒吧   10-30%
par     7
溶解度参数 (MPA)^ 1/2 在298.15 K. 0.7
三点温度 K   35 K
范德沃尔斯地区 Ų.   6 Ų
van der waals卷 ų.   3 ų

运行属性预测程序

属性预测程序可以从命令行运行。程序使用以下一般标志:

旗帜 目的 例子
-h [--help] 生成帮助消息 $AMSBIN/prop_prediction --help
-s [--smiles] 输入分子作为微笑刺痛 $AMSBIN/prop_prediction --smiles <SMILES> ...
-m [--mol] 输入分子为.mol文件 $AMSBIN/prop_prediction --mol <mol file> ...
--temperature 设定温度/范围(k) $AMSBIN/prop_prediction --temperature 298.15 ...
-N 温度范围的步数 $AMSBIN/prop_prediction --n 20 ...
-d [--display] 显示计算属性 $AMSBIN/prop_prediction --d ...
-o [--output] 将输出写入文件 $AMSBIN/prop_prediction --o <output file> ...

注意,如果没有提供输出标志,则默认情况下将结果写入名为CRSKF的文件。另外,用户可以以两种可用输入格式中的任一种在命令行上输入到命令行上的多种化合物。

该程序可以在2种方式中运行:

  • 为每个分子估算所有可用性
  • 为每个分子估算特定性质

要估计每个输入化合物的所有属性,只需使用命令行上指定的所有分子执行程序。别忘了-D标志需要在终端中显示结果。以下示例如下。

$AMSBIN/prop_prediction --smiles CCCCCCO -o example.crskf -temperature 298.15 -temperature 398.15 -n 20 -d
Boiling point at standard pressure :
CCCCCCO              435.777  K
Critical pressure :
CCCCCCO              34.3493  酒吧
Critical temperature :
CCCCCCO              576.466  K
Critical volume  :
CCCCCCO             0.404124  L/mol
Liquid density :
CCCCCCO              0.79182  kg/L
Dielectric constant :
CCCCCCO              10.9512
Absolute entropy of an ideal gas at 298.15 K  1 酒吧 :
CCCCCCO              439.885  J/(mol K)
Flash point :
CCCCCCO              342.271  K
Gibbs energy of formation for an ideal gas at 298.15 K  1 酒吧 :
CCCCCCO             -131.869  kJ/mol
Net enthalpy of combustion at 298.15 K  :
CCCCCCO             -3678.12  kJ/mol
Standard state enthalpy of formation at 298.15 K  1 酒吧 :
CCCCCCO             -384.388  kJ/mol
Enthalpy of fusion at normal melting point :
CCCCCCO              18.5054  kJ/mol
Enthalpy of formation for an ideal gas 298.15 K :
CCCCCCO             -316.821  kJ/mol
Enthalpy of sublimation :
CCCCCCO              80.9799  kJ/mol
Melting point at 1 atm :
CCCCCCO              231.141  K
Liquid molar volume :
CCCCCCO             0.128949  L/mol
par :
CCCCCCO              289.059
溶解度 parameter :
CCCCCCO              10.1294  (MPa)^0.5
Triple point temperature :
CCCCCCO              230.404  K
Van der Waals area :
CCCCCCO              171.059  Å^2
Van der Waals volume :
CCCCCCO              120.519  Å^3
Liquid vapor pressure :
Molecule: CCCCCCO
   温度 (K)     Vapor pressure (酒吧)
    298.15                 0.001229
    303.15                 0.001809
    308.15                 0.002623
    313.15                 0.003750
    318.15                 0.005289
    323.15                 0.007362
    328.15                 0.010123
    333.15                 0.013757
    338.15                 0.018487
    343.15                 0.024582
    348.15                 0.032357
    353.15                 0.042182
    358.15                 0.054484
    363.15                 0.069757
    368.15                 0.088563
    373.15                 0.111537
    378.15                 0.139394
    383.15                 0.172929
    388.15                 0.213022
    393.15                 0.260644
    398.15                 0.316852

对于大多数应用程序,没有必要计算所有可用物理属性(虽然这样做实际上就像快速)。在这些情况下,需要在命令行上指定其他属性标志,以限制程序仅计算某些物理属性。例如,如果我们正在对布洛芬和扑热息醇进行固体/液体溶解性计算,我们将需要融合的焓和两种化合物的熔点。要计算这两个属性,我们只需将两个属性标志“-hfusion”和“-meltingpoint”添加到命令行。使用.mol文件for ibuprofen和寄生游戏索的微笑字符串,我们执行以下操作:

$AMSBIN/prop_prediction -d -m Ibuprofen.mol -s 'CC(=O)NC1=CC=C(C=C1)O' -hfusion -meltingpoint
Enthalpy of fusion at normal melting point :
CC(=O)NC1=CC=C(C=C1)O      33.0298  kJ/mol
Ibuprofen.mol              24.0336  kJ/mol

Melting point at 1 atm :
CC(=O)NC1=CC=C(C=C1)O      469.282  K
Ibuprofen.mol              331.887  K

物业键指数

下面列出了可用的属性及其相应的属性标志:

财产名称 物业旗帜
沸点 --boilingpoint
临界压力 --criticalpressure
临界温度 --criticaltemp
临界卷 --criticalvol
介电常数 --dielectricconstant
理想的天然气熵 --entropygas
闪点 --flashpoint
吉布斯能源理想气体 --gidealgas
燃烧焓 --hcombust
STD。形成的焓 --hformstd
融合的焓 --hfusion
形式的焓。理想的气体 --hidealgas
升华焓 --hsublimation
熔点 --meltingpoint
液体摩尔体积 --molarvol
(液体密度) --molarvol
液体蒸气压 --vaporpressure
par --parachor
溶解度参数 --solubilityparam
三点温度 --tpt
范德沃尔斯地区 --vdwarea
van der waals卷 --vdwvol

一般警告

这种方法将是 失败 对于以下类型的分子:

  • 那些含有的人 只有一个非氢原子 (例如,甲烷或水)。然而,这些小分子的实验数据是充足的。蒸汽压力模型是例外 能够 代表这种小结构。
  • 那些包含未列出的原子或子结构的人 已接受的Atom类型表 above.
  • 聚合物和离子液体

这种方法将是 失去准确性 对于以下域中的某些属性:

  • 分子 许多不同类型的功能组
  • 分子是 极光 (<3个非氢原子)或 重的 (>30个非氢原子)

温度依赖性属性的方程

VPM1:液体蒸气压

\ [ln(p)= a / t + bln(t)+ ct + d \]
象征 意义
P 蒸汽压力
T 绝对温度
A B C D 估计常数