[發明專利]量子化學計算對環狀有機物反應活性和致癌性的預測方法

在審

• 申請號: 202011325807.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112466406A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 王曉華;邊佳輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所;北京林業大學
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/40
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

1.量子化學計算對環狀有機物反應活性和致癌性的預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：通過相關的毒性試驗或者已有的數據庫和文獻，獲取6個環狀有機物的致癌性呈陰性或陽性的數據；

步驟2：使用ChemDraw化學軟件構建環狀化合物的分子結構，利用量子化學軟件Gaussian或ORCA，以不低于DFT的B3LYP方法和6-311G*基組對環狀化合物進行結構優化；

步驟3：取優化后的結構文件，對中性N、得到1個電子N+1和失去一個電子N-1的3個狀態的分子，分別制作不同帶電狀態對應的量化軟件Gaussian或ORCA輸入文件；

步驟4：在不低于B3LYP/6-311G*的計算水平下計算分子的單點能，獲得量子化學參數，同時獲得相應的含有波函數信息的wfn文件；

步驟5：利用波函數分析軟件Multiwfn的CDFT模塊，通過讀取wfn文件中的能量信息和波函數信息，通過計算Hirshfeld電荷，得到各種CDFT指數；

步驟6：進一步通過Multiwfn的Fukui函數計算模塊，計算不同帶電狀態分子的福井函數等值面，并導出相應的親電、親核、自由基反應和雙描述符的等值面圖；

步驟7：通過考察不同致癌性值和CDFT指數、不同描述符的關聯，確定最佳的對環狀化合物反應活性和致癌性的預測指標參數，用于預測沒有經過試驗測定的同類型有機物的相關反應活性和致癌性。

2.如權利要求1所述的量子化學計算對環狀有機物反應活性和致癌性的預測方法，其特征在于，步驟2中采用分子力學方法，在MM2力場下對所建幾何構型進行初步優化，或直接通過半經驗的PM6量子化學方法進行結構優化，以獲得能量最低的穩定構型。

3.如權利要求1所述的量子化學計算對環狀有機物反應活性和致癌性的預測方法，其特征在于，步驟3取優化后的分子結構，構建量子化學軟件Gaussian或ORCA的輸入文件，以不低于DFT的B3LYP方法和6-311G*基組對環狀化合物進行結構優化，獲得量子化學參數及檢查點文件。

4.如權利要求1所述的量子化學計算對環狀有機物反應活性和致癌性的預測方法，其特征在于，步驟5中CDFT指數包括全局指數、實空間函數、原子指數、福井函數、雙描述符、相對親電指數、相對親核指數。