Научная статья на тему 'Qspr-исследование в ряду диалкилбензолов'

Qspr-исследование в ряду диалкилбензолов Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
44
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Qspr-исследование в ряду диалкилбензолов»

4. Абрамов А. А., Биленко Г. М. Современные системы автоматизированного управления перевозками (функциональные возможности АРМ): уч. пос. -М.: РГОТУПС, 2002. - 136 с.

5. АРМ диспетчера и менеджера скорой помощи [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://chelk.ru/117/product117.html (дата обращения: 15.01.2012).

6. Автоматизированное рабочее место диспетчера УВД «Орион» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://azimut.ru/catalogue/ksa/orion (дата обращения: 15.01.2012).

7. Использование систем видеонаблюдения при осуществлении надзора за осужденными, содержащимися в исправительных учреждениях / Бажанов С. А., Попов В. Г., Федоров В. Г. и др.; под ред. А. В. Пискунова. - М.: НИИ ФСИН России, 2006. - 127 с.

8. Трудовой кодекс РФ [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://base. garant. ru/12125268 (дата обращения: 01.03.2013).

9. ГОСТ 34.003-90. Автоматизированная система. Термины и определения. -Введ. 01.01.1992. - М.: Стандартинформ, 2009. - 16 с.

10. Глаза и компьютер. Как сохранить зрение / Б. Н. Джерелей, О. Б. Джерелей. - М.: АСТ; Донецк: Сталкер, 2006. - 190 с.

qspr-исследование в ряду диалкилбензолов

Алексеев С. Г., Барбин Н. М.,

Уральский институт ГПС МЧС России, г. Екатеринбург,

МавлютоваЛ. К., Алексеев К. С.,

НИЦ «Надежность и ресурс больших систем и машин» УрО РАН

г. Екатеринбург

В результате проведенного QSPR-исследования моноалкилбезолов были получены эмпирические зависимости (1)-(8).

ТК (К) = -0,486(ОУЦ)2 + 26,039(ОУЦ) + 359 (г2 = 0,9998) (1)

Тк = 0,024(ОУЦ)3- 1,151(ОУЦ)2 +28,048(ОУЦ) + 565,1 (г2 = 0,9997) (2) Рк = -0,0075(ОУЦ)3 +0,3211(ОУЦ)2 -5,2444(ОУЦ) +45,018 (г2 = 0,9992) (з) Нсг = 611,179(ОУЦ) + 3116 (г2 = 0,9999) (4)

ТВ (К) = -0,283(0УЦ)2 + 17,481(ОУЦ) + 261,7 (г2 = 0,9995) (5)

Тв (К) = -0,344(0УЦ)2 + 20,155(0УЦ) + 291,8 (г2 = 0,9999) (6)

Св=7,72-0,638(0УЦ)+0,051(0УЦ)2-0,0022(0УЦ)3+

+3,71х10-5(ОУЦ)4 (г2=0,9991) (7)

ТВ (К) = 124,3 + 0,0208(ТК (К))1,5 (г2 = 0,9993) (8)

где ОУЦ - основная углеродная цепь. ОУЦ = числу атомов углерода в алкиль-ном заместителе.

При рассмотрении бензольного кольца (Ф) в качестве функциональной группы возможна ситуация, когда она разрывает молекулу углеводорода на

1 2

2 части с образованием соединений типа R -Ф-Я . Для диалкилбензолов из-за специфики бензольного цикла такое деление углеводородной цепи возможно по орто-, мета- и пара-положениям ароматического кольца (рис. 1). Фактически, такой подход позволяет диалкилбензолы рассматривать как соединение с одной функциональной группой.

АД

ощо

Рис. 1. Типы разрыва углеродной цепи функциональной группой Ф

Если наше допущение правомерно, то в ряду диалкилбензолов должны работать уравнения (1)-(8) и правило «углеродной цепи». Для проверки этой версии в таблице 2.43 представлены литературные данные [1] и сравнительный прогноз физико-химических характеристик и показателей пожарной опасности диалкилбензолов (1)-(19).

Таблица

Справочные и расчетные физико-химические и пожароопасные свойства диалкилбензолов

Я1 Я2 Тк, К Рк, атм Hсг, ТВ, К Тн, К Тв, К Т 1 свс К Сн, % Св, %

Номер (УУЦ) ТК, к кДж моль

ордао-диалкилбензолы

СНз СНз 417,6 бзо з6,8з 4ззз,0 з05 зз7 6,4

304 302 304* з02 301* 1,1 0,9*

1 (2,5) 421 421* 628 627* з5,8 36,1* 4338,4 4344,1* 340 340* 7з6 6,4 6,5*

СНз С2Н5 4з8,з 650 з2,47 4946,1 з16 з52 5,8

319 315 319* з15 318* 0,9 0,8*

2 (3,5) 444 650 32,0 4949,5 358 71з 6,0

444* 649* 32,1* 4954,6* 358* 6,1*

С2Н5 С2Н5 456,6 668 28,42 5559,з ззо з66 5,4

327 327 326* з27 327* 0,8 0,8*

3 (4) 455 660 28,7 5560,7 367 668 5,9

456* 659* 28,6* 5564,1* 367* 5,9*

СНз СзНу 458,0 662 29,02 5555,4 з29 з66 5,4

327 327 326* з27 327* 0,8 0,8*

4 (4) 455 660 28,7 5560,7 367 5,9

456* 659* 28,6* 5564,1* 367* 5,9*

СНз СН(СНз)2 451,з 657 28,62 5554,8 з2з з59 5,1

327 327 326* 320 327* 0,8 0,8*

5 (4) 455 660 28,7 5560,7 367 5,9

456* 659* 28,6* 5564,1* 367* 5,9*

С2Н5 СН(СНз)2 466,2 466 467* 666 670 669* 26,35 25,9 26,0* 6164,0 6171,9 6174,1* 334 335 334 334* 331 334* 371 376 376* 0,7 0,8* 4,7 5,7 5,7*

6 (4,5)

мета-диалкилбензолы

СНз СНз 412,з 409 408* 617 617 615* 34,95 35,8 36,1* 4331,8 4338,4 4344,1* 298 296 298 296* 298 293* 333 331 330* 738 1,1 1,0* 6,4 6,6 6,7*

7 (2)

СНз С2Н5 4з4,5 433 433* 637 640 639* 31,09 32,0 32,1* 4943,8 4949,5 4954,6* 311 312 313 313* з11 310* 350 349 349* 753 0,9 0,9* 6,1 6,2 6,3*

8 (3)

С2Н5 С2Н5 454,з 455 456* 663 660 659* 28,42 28,7 28,6* 5554,з 5560,7 5564,1* 329 327 327 326* з25 327* 365 367 367* 723 0,8 0,8* 5,6 5,9 5,9*

9 (4)

СНз С3Н7 455,0 455 456* 654 660 659* 27,73 28,7 28,6* 5551.6 5560.7 5564,1* 328 327 327 326* з25 327* 366 367 367* 0,8 0,8* 5,6 5,9 5,9*

10 (4)

СН(СНз)2 СН(СНз)2 476,з 477 478* 684 680 680* 24,18 23,5 23,6* 6770.0 6783.1 6783,7* 350 342 341 343* зз9 342* 377 384 384* 722 0,7 0,5* 4,3 5,6 5,6*

11 (5)

пара-диалкилбензолы

СНз СНз 411,5 409 408* 616 617 615* 34,65 35,8 36,1* 4ззз,0 4338,4 4344,1* 299 296 298 296* 297 293* 333 331 330* 801 1,1 1,0* 6,6 6,6 6,7*

12 (2)

СНз С2Н5 4з5,2 433 433* 640 640 639* 31,88 32,0 32,1* 4942,7 4949,5 4954,6* 312 312 313 313* 312 310* 350 349 349* 748 0,9 0,9* 6 6,2 6,3*

13 (3)

С2Н5 С2Н5 456,9 455 456* 658 660 659* 27,66 28,7 28,6* 5555,з 5560,7 5564,1* 330 327 327 326* з27 327* 369 367 367* 703 0,8 0,8* 6,1 5,9 5,9*

14 (4)

СНз С3Н7 456,5 455 456* 656 660 659* 27,73 28,7 28,6* 5552,8 5560,7 5564,1* 329 327 327 326* з26 327* 366 367 367* 0,8 0,8* 5,5 5,9 5,9*

15 (4)

С2Н5 С(СНз)з 48з,7 477 478* 684 680 680* 23,49 23,5 23,6* 6767.0 6783.1 6783,7* 346 342 347 343* з45 342* 383 384 384* 553 0,7 0,5* 4,2 5,6 5,6*

16 (5)

СН(СНз)2 СН(СНз)2 48з,7 477 478* 689 680 680* 24,18 23,5 23,6* 6770.0 6783.1 6783,7* 350 342 346 343* з46 342* 384 384 384* 722 0,7 0,5* 4,3 5,6 5,6*

17 (5)

С(СНз)з С(СНз)з 510,4 708 22,70 79596,8 365 408 4,6

356 364 355* 364 357 0,6 0,7*

18 (6) 498 697 19,8 8005,4 400 496 5,3

499* 697* 20,1* 8003,1* 401* 5,3*

510,4 708 22,70 79596,8 365 363 364 362* 364 362 408 0,6 0,7* 4,6

18 (6,5) 508 705 22,4* 8005,4 408 496 5,2

509* 705* 22,7* 8003,1* 408* 5,2*

Примечание. Курсивом приведены расчетные данные. Курсивом с индексом «*» - прогноз по правилу «углеродной цепи».

Как видно из таблицы уравнения (1)-(8) и правило «углеродной цепи» с приемлемой точностью работает ряду диалкилбензолов (1)-(17). Исключение составляет пара-дитретбутилбензол (18). УУЦ этого соединения определена в соответствии с ранее описанным алгоритмом (рис. 2), согласно которого ме-тильные заместители в боковых цепях увеличивают углеродную цепь не 1, а 0,5 [2-12]. Однако если учесть, что пара-дитретбутилбензол (18) в отличие от других диалкилбензолов (1)-(17) является твердым веществом с температурой плавления 78 оС и ввести поправку на его агрегатное состояние (+0,5), то при УУЦ равной 6,5 мы имеем хороший прогноз его физико-химических и пожароопасных показателей (см. табл.).

CH Рис. 2. Определение УУЦ

3 в соединении (18)

Обнаружен эффект увеличения УУЦ на 0,5 для орто-соединений (1), (2) и (5). Необходимо отметить, что он отсутствует у других орто-замещенных диалкилбензолов (3), (4) и (6). Это обстоятельство может быть объяснено только различиями индуктивного действия алкильных заместителей. Известно, что индуктивный эффект в ряду алкильных групп снижается с увеличением числа атомов углерода, поэтому он незначителен для диалкилбензолов (3), (4) и (6).

Свойство функциональной группы, которое заключается в том, что ее перемещение вдоль углеродной цепи молекулы не оказывает существенного влияния на изменение физико-химических и пожароопасных показателей, действует в ряду диалкилбензолов (см. свойства соединений (3)-(4), (9)-(10) и (14)-(15)).

Результаты проведенного QSPR исследования диалкилбезолов могут использоваться для прогнозирования неизвестных физико-химических и пожароопасных свойств в этом ряду органических соединений.

Библиографический список

1. DIPPR 801. URL. http://dippr.byu.edu/public.

2. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. I. Алканолы // Пожаров-зрывобезопасность. - 2010. - Т. 19. - № 5. - С. 23-30.

3. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. II. Кетоны (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 6. - С. 8-15.

4. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. III. Кетоны (часть 2) // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 7. - С. 8-13.

5. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IV. Простые эфиры // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 9. - С. 9-16.

6. Алексеев К. С., Барбин Н. М., Алексеев С. Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. V. Карбоновые кислоты // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 7. - С. 35-46.

7. Алексеев К. С., Барбин Н. М., Алексеев С. Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VI. Альдегиды // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 9. - С. 29-37.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Смирнов В. В. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VII. Нитроалканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 12. - С. 22-24.

9. Алексеев С. Г., Алексеев К. С., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VIII. Сложные эфиры (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 1. - С. 31-57.

10. Смирнов В. В., Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Животинская Л. О. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IX. Хлорал-каны // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 4. - С. 13-21.

11. Алексеев С. Г., Алексеев К. С., Животинская Л. О., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. Х. Сложные эфиры (часть 2) // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 5. - С. 9-19.

12. Смирнов В. В., Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Калач А. В. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XI. Галогеналканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 8. - С. 25-37.

Применение генетического алгоритма

для автоматизации построения и обучения нейросетевых методов обнаружения очагов лесных пожаров по данным дистанционного зондирования земли

Андреев С. Н., Купцов А. В., Шорохов А. А., ВУНЦВВС «ВВА», г. Воронеж

Одним из важнейших свойств искусственных нейронных сетей (НС) является их способность к обучению. Это свойство может быть использовано и для

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.