有机化合物液态导热率定量构效关系研究

Thermal conductivity is a fundamental data for chemical industry, chemical production, technological design, the oil industry and energy Engineering, such as mass transfer and heat transfer. It is important for looking for heat transfer medium in heating, heat preservation, heat transfer, thermal Dissipation, cooling and other projects, as well as one of the most important parameters in thermal physical properties of the compounds. This project intends to collect organic liquid thermal conductivity data by literature and experiment, find the characteristics of the molecular structure that influence compound thermal conductivity by the simulation calculation micro thermal motion of molecular in dynamics and quantum chemistry methods. Meanwhile molecule structure characteristic parameters are extracted in order to establish the quantitative structure-activity relationship between compound structure and thermal conductivity by mathematical statistics and artificial intelligence method, It can not only provide basic data for the engineering application, but also provide theoretical guedance for design and seeking specific thermal conductivity materials.

导热率是化工、生物、冶金、机械、石油和能源等工程领域传热设计中需要的重要基础数据，也是采暖、保温、传热、散热、制冷等工程中寻找合适的热交换介质的重要依据，同时也是化合物最重要的热物性参数之一。由于有机物种类繁多，实验测定困难，现有计算方法误差较大且限制较多，许多化合物的导热率数据缺失或末见报道，难于满足工程需要。 本项目拟通过文献和实验测定收集有机化合物的液态导热率数据，通过理论计算及分子模拟，找到影响化合物导热率的分子结构特征，探索从分子构造、几何构型、电子布居、量子化学和拓扑结构等方面提取分子结构特征参数的方法并获得一系列参数。然后利用数理统计、人工智能算法等挖掘这些参数与导热率的关系，建立导热率与结构参数之间的定量构效关系，计算常用化合物的液态导热率并编写数据手册，为工程应用提供基础数据；同时，也为设计和寻找具有特定导热率的分子提供理论指导

导热率是化工、生物、冶金、机械、石油和能源等工程领域传热设计中需要的重要基础数据，也是采暖、保温、传热、散热、制冷等工程中寻找合适的热交换介质的重要依据，同时也是化合物最重要的热物性参数之一。由于有机物种类繁多，实验测定困难，现有计算方法误差较大且限制较多，许多化合物的导热率数据缺失或末见报道，难于满足工程需要。本项目（1） 收集的数据以及实验测量数据，现已收集了5079个导热率数据。并对413个化合物用GaussView与Gaussian软件建立了3D分子结构并进行了优化；（2）提取了表征各类化合物结构的分子描述符，用于后期的定量构效关系建模；（3）用有限元分析方法对有机物的导热率进行了估算；（4）利用本课题组提出的极化效应指数、基团贡献指数和有效碳原子数指数，及这些指数的一系列互作项，通过数理分析方法分别对几类液态脂肪族有机物建立了导热率与结构特征参数之间的关系模型，并尝试用数理分析方法与人工智能方法建立几类有机物液态导热率与结构参数的统一定量构效关系模型，初步总结了分子大小及官能团种类等因素对导热率的影响；（5）利用Dragon软件提取的其他类型的分子描述符，使用数理分析方法，完成了对脂肪醇、含卤素原子和氮原子的液态有机化合物导热率与分子描述符之间关系的探索，并进一步总结了其他影响导热率的更为复杂的影响因素。