烷烃辛烷值的定量构效关系研究

摘要：燃料的辛烷值是关键的质量性能参数。为了研究烷烃化合物结构与其辛烷值之间的关系，选取分子连接性指数（mKpv）、分子形状指数（nK）和路径数（Pj）作为分子结构的描述符，运用MINITAB软件进行最佳变量子集回归，得到了烷烃化合物辛烷值的定量结构-性质关系模型。研究法辛烷值预测模型的复相关系数为0.989，马达法辛烷值预测模型的复相关系数为0.991。结果显示，该模型的稳定性良好且具有较强的预测能力。69319

毕业论文关键词：烷烃、辛烷值、分子连接性指数、分子形状指数、路径数、定量构效关系

Study on Quantitative Structure-property Relationship of the Octane Number of Paraffin

Abstract: The octane number of the fuel is the key quality performance parameters. To investigate the relationship between paraffin compound structure and its octane number, molecular connectivity index (mKpv), molecular shape index (nK) and the number of path (Pj) is selected as descriptor. The MINITAB software is used to carry out the best variable subset regression, and the quantitative structure-property relationship model is obtained. The correlation coefficient of the model which is formed to predict RON is 0.989, and the correlation coefficient of the model which is formed to predict MON is 0.991. The result shows that the stability of the model is good and has strong predictive ability.

Keywords: paraffin; octane number; molecular connectivity index; molecular shape index; the number of path; quantitative structure-property relationship

汽油的标号代表着它的抗爆性，而衡量一种燃料抗爆性能[1]的指标之一就是辛烷值。因为汽油是极其易燃易爆的液体，所以想让它在发动机里平稳的燃烧，就一定要控制燃烧的剧烈程度，这个显示抵抗汽油爆震的指数也就是抗暴指数。如果汽车发生不正常的爆震现象，则会影响发动机的正常工作，发生危险情况。汽油的辛烷值越大，抗暴性越好，汽油的质量就越好[2]，发动机的工作状态也就更佳。因此，辛烷值在一定程度上对汽油的经济效益也有着很重大的意义。并且，提高汽油辛烷值的含量有助于更充分的燃烧，减少汽车尾气中的废弃排放物[3]，降低环境污染。因此，研究汽油中的烷烃辛烷值，对提高汽油的抗爆性能，改善汽油品质有着重大意义[4-6]。论文网

近年来，有通过光谱[7,8]和色谱[9]分析技术预测辛烷值的，但目前，主要有研究法辛烷值[10]和马达法辛烷值[11]两个测定方法。研究法辛烷值所需的测定条件较为缓和，它要求的进气温度为室温，发动机转速为600r/min，反映了汽车在慢速行驶条件下的汽油抗爆性；马达法辛烷值所需的测定条件较为苛刻，它要求的进气温度为149℃，发动机转速为900r/min，反映了汽车在高速、重负荷条件下的汽油抗爆性。但是，以上方法会花费巨额的仪器设备费用，且消耗大量的时间。因此，建立简便可靠的辛烷值预测模型具有重要理论和实际意义。本文以分子连接性指数（mKpv）、分子形状指数（nK）和路径数（Pj）作为烷烃分子结构的描述符，运用MINITAB软件进行最佳变量子集回归，得到了辛烷值的定量结构-性质关系模型。研究法辛烷值预测模型的复相关系数为0.989，马达法辛烷值预测模型的复相关系数为0.991。结果显示，该模型的稳定性良好且具有较强的预测能力。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1分子结构参数的计算

1.1路径数（Pj）

烷烃分子中所含C—C的数目就是路径数1[12]，记作P1，P1与烷烃分子中碳原子数目的关系是：P1=Nc-1。如果分子的P1值越大，说明饱和烷烃分子的体积越大。早在上世纪60年代，Goden和Scantlebury又提出了烷烃分子的路径数2，记作P2，即分子中含有C—C—C的数目，P2是反映分子的支化度。早在1947年， Wiener就提出了烷烃分子的路径数3，记作P3，即分子中含有C—C—C—C的数目， P3反映了分子的几何形状。烷烃分子的路径数4，记作P4，即分子中含有C—C—C—C—C的数目，P4表示烷烃分子的一些“特殊结构”，在定量结构-活性-性质关系研究时，通常引入P4，提高分子结构的选择性和定量结构-活性-性质关系相关性。在分子结构图中，一般用点代表一个非氢原子，边代表一个化学键，这种省略了氢原子的分子结构图称为隐氢图。例如2，3，4-三甲基戊烷的隐氢图和原子编号如下(图中标出的数字，是对碳原子的一种编号，编号的次序可以是随意的)：烷烃辛烷值的定量构效关系研究:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_78109.html