一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法，所述方法包括以下步骤：(1)、将某一类同系物分子结构通式中的取代位置设为析因实验设计中的因素，将各取代位置上的不同取代基设为水平；(2)、确定该方法的精确度；(3)、构筑析因实验设计表，并利用Minitab软件对该析因实验设计表进行析因分析，得到不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向。本发明专利技术所提供的方法将应用于实验领域的析因实验设计方法、思想应用于有机物(如某一类同系物)的理化性质修饰改性研究中，可指导有机物分子修饰改性。

A Factorial Design Method for Molecular Modification of Organic Compounds

The present invention provides a method of using factorial experimental design to guide the modification of organic molecules. The method includes the following steps: (1) setting the substitution position in the general formula of molecular structure of a homologue as a factor in factorial experimental design, and setting the different substituents at each substitution position as a level; (2) determining the substitution position. The accuracy of the method; (3) Construct the factorial experimental design table, and use Minitab software to analyze the factorial experimental design table, and get the effect value and effect direction of the main factors and interaction factors which have significant effect on the physical and chemical properties of the homologues mentioned above by different substitution characteristics. The method provided by the invention can be applied to the factorial experimental design method and thought in the experimental field to the study of the modification and modification of the physical and chemical properties of organic substances (such as a class of homologues), and can guide the modification and modification of organic substances.

【技术实现步骤摘要】
一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法
本专利技术涉及一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法。
技术介绍
有机物分子的取代特征具有直观和便于调控的特点，反映的是各个取代位置上的取代基个数、种类、分布、彼此间的关联性等特征，通过研究和总结取代基参数与具有共同取代特征的某类有机污染物环境行为间的作用关系，可以直观的寻求调控该类污染物某理化性质或环境行为的取代特征。过往对取代特征的研究仅限于在环境行为机理研究中的扩展性分析，且只针对单个取代信息对某环境行为的作用规律，同一位置上的不同类型取代基，或者同一取代基位于不同取代位置上，都可引起有机物理化性质的巨大改变；并且对于取代信息间的交互效应及有机物分子整体的取代特征并未涉及，而决定该类物质的某理化性质不仅仅是单一取代因素的作用结果。因此研究并明晰不同取代位置、不同取代基类别所引起的有机物理化性质的改变，以及在影响过程中各取代位置及取代基间对理化性质的交互影响作用，对于指导有机物修饰改性具有更加针对性和准确的实际意义。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法，其包括以下步骤：(1)、将某一类同系物分子结构通式中的取代位置设为析因实验设计中的因素，将各取代位置上的不同取代基设为水平；(2)、确定该方法的精确度；(3)、构筑析因实验设计表，并利用Minitab软件对该析因实验设计表进行析因分析，得到不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向。在一具体实施方案中，采用Minitab软件对该析因实验设计表进行析因分析：首先得到的是所有不同取代特征的效应值，然后再从中选择对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的取代特征；其中，若该Minitab软件在计算各取代特征的效应值后显示显著性标识：“**”代表特别显著，“*”代表显著，则该取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用，若没有标识，则为不显著，即该取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质不具有显著作用。并且，效应值越大表明效应也会越大。本专利技术所提供的利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法可研究不同取代特征对某一类同系物的若干理化性质(某一理化性质或者某些理化性质)具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向。对于多种理化性质的情况，此时该方法可以研究不同取代特征对同类别有机污染物多种理化性质的调控机理，最终得到兼顾多方面的调控方案。在本专利技术具体实施方式中，针对多种理化性质的情况，可以采用本专利技术所提供的该方法对多种理化性质中的每一种理化性质分别建立析因实验设计表，然后综合各理化性质的析因实验分析结果进行分析，比如某些取代特征可以同时加强这些理化性质，某些取代特征可以在加强其中一个理化性质的同时抑制其他理化性质(比如某一取代特征可以在加强污染物被微生物降解的同时降低其对生物的毒性作用)。在本专利技术所提供的方法中，所述效应方向具体表现为效应值的正负，效应值为正时，为正效应；效应值为负时，为负效应。在本专利技术所提供的方法中，所述不同取代特征包括不同取代位置和不同取代基。在一具体实施方案中，优选地，所选取的取代基包括：某一类同系物分子上已有的取代基种类、对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基、不同调控方向的取代基及对比性差异大的取代基。在一具体实施方案中，优选地，所述对比性差异大的取代基包括亲水基和疏水基、具有正电性的基团和具有负电性的基团。在一具体实施方案中，优选地，所述对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基包括已有文献中、常识中、通过实验或者理论计算验证对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基。在本专利技术所提供的方法中，所述不同调控方向的取代基包括可加强或可削弱某一理化性质、对某一理化性质有显著作用对其他理化性质无显著作用、对某一理化性质有显著作用同时可显著调控其他所需调控理化性质的取代基。在一具体实施方案中，优选地，步骤(2)所述确定该方法的精确度包括：根据该方法欲分析的交互效应的级数确定该方法的精确度。在一具体实施方案中，优选地，所述交互效应的级数小于等于因素数。例如：二级交互效应即所构建的析因实验设计表可以明晰的分析出任意两个取代位置对该理化性质的作用规律，而无法满足开展三个及三个以上的取代位置对该理化性质的分析要求。具体的精确度取决于所要开展分析的需求，基数越多，析因实验设计表中的样本数量越多。在一具体实施方案中，步骤(3)中所用Minitab软件为本领域使用的常规软件，并且本领域技术人员知晓如何操作该软件。在一具体实施方案中，优选地，所述方法还包括根据所述不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向建立所述某一类同系物的某理化性质的调控通表的操作。在一具体实施方案中，优选地，所述建立所述某一类同系物的某理化性质的调控通表的操作，包括以下具体步骤：1)若任意两个不同取代特征之间不存在交互效应，则二者对所述某一类同系物的某理化性质所表现出的整体效应值为其各自主效应效应值的代数和；2)若任意两个不同取代特征之间存在交互效应，则二者对所述某一类同系物的某理化性质所表现出的整体效应值为其各自主效应效应值及二者的交互效应效应值的代数和。在一具体实施方案中，其中，所述取代特征是指化合物中每个位置上特定的一种取代基视为一个取代特征，如R5-氨基、R1-氟苯基为两个不同取代特征。其中，所述调控通表是针对所述某一类同系物进行新的同系物设计，即假设各取代位置上并无任何取代基，综合各取代位置上各取代基间的单独效应(主因素)与多级交互效应(交互因素)的效应值和效应方向确定最优的取代特征组合方式，进而指导设计新型同系物。在一具体实施方案中，优选地，所述方法还包括根据所述不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向以及所述调控通表建立所述某一类同系物中任一具体物质的某理化性质的调控个案表的操作。在一具体实施方案中，优选地，所述建立所述某一类同系物中任一具体物质的某理化性质的调控个案表的操作，包括以下具体步骤：采用不同目标取代基替换所述某一类同系物中任一具体物质中的一个或多个取代基，根据该调控通表计算替换目标取代基后所得物质中各取代基的效应值与该具体物质中各取代基的效应值的差异，通过比较该效应值的差异，得到对所述某一类同系物中任一具体物质的某理化性质影响最为显著的取代基，即得所述某一类同系物中任一具体物质的某理化性质的调控个案表；其中，所述差异包括目标取代基与被替换的原有取代基之间效应值的差异及替换目标取代基后，该目标取代基及被替换的取代基分别与所述具体物质中除被替换外的取代基外的其他取代基之间的交互作用效应值的差异。其中，个案表是针对其中某一种有机物同系物自身已经具备的取代特征，结合调控通表开展剩余可修饰的针对性调控表。与此同时，也可同时开展多种理化性质的调控研究，并且将各理化性质的调控通表与个案表进行综合绘制，即将其中具有相同调控方向的规律进行保留，而将具有矛盾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法，其包括以下步骤：(1)、将某一类同系物分子结构通式中的取代位置设为析因实验设计中的因素，将各取代位置上的不同取代基设为水平；(2)、确定该方法的精确度；(3)、构筑析因实验设计表，并利用Minitab软件对该析因实验设计表进行析因分析，得到不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向。

【技术特征摘要】
1.一种利用析因实验设计指导有机物分子修饰改性的方法，其包括以下步骤：(1)、将某一类同系物分子结构通式中的取代位置设为析因实验设计中的因素，将各取代位置上的不同取代基设为水平；(2)、确定该方法的精确度；(3)、构筑析因实验设计表，并利用Minitab软件对该析因实验设计表进行析因分析，得到不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所选取的取代基包括：某一类同系物分子上已有的取代基种类、对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基、不同调控方向的取代基及对比性差异大的取代基。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对比性差异大的取代基包括亲水基和疏水基、具有正电性的基团和具有负电性的基团。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基包括已有文献中、常识中、通过实验或者理论计算验证对某一类同系物分子某理化性质具有显著调控作用的取代基。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述确定该方法的精确度包括：根据该方法欲分析的交互效应的级数确定该方法的精确度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交互效应的级数小于等于因素数。7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据所述不同取代特征对所述某一类同系物的若干理化性质具有显著作用的各主因素及交互因素的效应值与效应方向建立所述某一类同系物的某理...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜龙，郭玥，李庆，赵振宁，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11