蒽醌型染料分子羟基最优取代位置的多目标优化设计方法

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作   者：

颜素崟;  周丽春;  郑庭;  金福江; 

关键词：

分子对称性;  最优取代;  羟基;  隐数法;  蒽醌型染料;  溶解度;  染料分子设计; 

期刊名称：

纺织学报

i s s n：

0253-9721

年卷期：

2024 年 45 卷 001 期

页   码：

128-135

摘   要：

为解决染料分子设计中染料溶解度与色谱深度 2 个指标的矛盾问题,首先将染料溶解度与色谱深度 2 个目标优化问题转化成以染料分子溶解度为优化目标函数,色谱深度函数为约束,羟基取代位置为优化变量的单目标 0-1 规划问题.其中染料溶解度用内聚能表示,建立了内聚能与羟基取代位置的模型;染料色谱深度用可见光波段的最大吸收光谱强度表示,建立了最大吸收光谱强度与分子母体上的羟基数和羟基取代位置的模型.然后根据蒽醌型染料分子结构的几何特征,以分子对称性为一层启发规则,排除重复取代位置,减少可行路径;通过隐数法迭代计算出在色谱深度不低于设定值条件下,内聚能减小最多的羟基最优取代位置.最后以一种蒽醌型染料母体为实例,进行不同羟基数和羟基最优取代位置及数量溶解过程模拟实验,将其溶解度与实际相似结构染料进行对比,结果表明本文分子结构优化设计方法具有有效性.