Topológiai index – a molekuláris gráf invariánsa számítógépes kémiai problémákban , valamilyen (általában számszerű) érték (vagy értékkészlet), amely egy molekula szerkezetét jellemzi . A topológiai indexek általában nem tükrözik a kémiai kötések és az atomtípusok (C, N, O stb.) sokféleségét, a hidrogénatomokat nem veszik figyelembe. A legismertebb topológiai indexek közé tartozik a Hosoi -index , a Wiener -index , a Randić-index , a Balaban -index és mások. [1] [2]
A Hosoya-index és a Wiener-index olyan globális (vagy integrált) topológiai indexek példái, amelyek egy adott molekula szerkezetét tükrözik. Boncsev és Poljanszkij helyi (differenciális) indexet javasolt a molekula minden atomjára. [1] A Hosoya index módosításai a helyi indexek másik példájaként hozhatók fel. [3]
Ugyanazon topológiai index értékei több különböző molekulagráf esetében megegyezhetnek. Minél kevesebb ilyen egybeesés, annál nagyobb az index úgynevezett megkülönböztető képessége. Ez a képesség az index legfontosabb jellemzője. Növelése érdekében több topológiai index egy szuperindexbe kombinálható. [négy]
A számítási komplexitás a topológiai index másik fontos jellemzője. Számos indexet, mint például a Wiener-indexet, a Randic-indexet és a Balaban-indexet gyors algoritmusok segítségével számítják ki, ellentétben például a Hosoya-indexszel és annak módosításaival, amelyekre csak időben exponenciális algoritmusok ismeretesek. [3]
A topológiai indexeket a számítógépes kémia általános és speciális problémák széles körének megoldására használják. Ezek a feladatok magukban foglalják: előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagok keresése (kereső " szerkezet-tulajdonság ", "szerkezet-farmakológiai aktivitás" típusú függőségek), szerkezeti információk elsődleges szűrése adott típusú molekulagráfok nem ismétlődő generálásához, előzetes a molekuláris gráfok összehasonlítása az izomorfizmus és számos egyéb vizsgálat során. A topológiai index csak a molekula szerkezetétől függ, de nem az összetételétől, ezért az azonos szerkezetű (a szerkezeti képletek szintjén ), de eltérő összetételű molekulák, például a furán és a tiofén azonos indexekkel rendelkeznek. Számos indexet javasoltak ennek a nehézségnek a leküzdésére, például az elektronegativitási indexeket . [5]