工程化学数据库中分子结构信息的处理

工程化学数据库(ECDB)中,分子结构信息的存储、子结构检索和图形显示查询结果是实现结构数据库功能的基础。本文就研究这三问题,在数据存储方面设计了按MOL文件结构的特殊存储方法,压缩大量存储;在子结构检索方面,改进VF2算法的效率;开发图形显示模块,设计子结构检索平台。

基于Web的分子三维结构虚拟现实系统设计与实现

在分析Internet上现有分子结构数据库和可视化系统的基础上,以PDB、CSD和ICSD等大型分子结构数据库为数据源,设计了基于Web的分子三维结构虚拟现实系统,为化学、物理学、材料科学、生物学和药物设计的用户提供重要的学习和研究工具。

子结构检索中关系数据库插件的使用和效率

采用关系数据库插件能够实现化合物描述符(FingerPrint)的生成、建立索引和化合物的子结构检索。本文以PubChem有机化合物Molfile为数据源,在Oracle关系数据库上分别安装插件OrChem(JAVA)和Bingo(C^(++))构建了化合物分子结构数据库。本文从FingerPrint的构成和索引策略两方面讨论了OrChem和Bingo的主要差异,并选取10个特征化合物进行子结构检索测试。对存储40万种化合物的分子结构数据库的测试结果显示,OrChem可满足用户检索响应,Bingo则更为快捷。对于存储2600万种化合物的分子结构数据库,针对Bingo通过优化Oracle数据库内存管理、数据表结构、子结构预筛选参数,实现了满足用户的高效检索。

基于VF2算法的分子二维子结构检索

为了有效地获取分子结构数据库中的分子结构信息,就必须首先解决分子二维子结构检索问题。本文采用了一种通用图同构算法—VF2算法来对2个分子二维结构图进行匹配,程序采用标准C++语言开发,在运行效率和可移植性方面都可以满足要求。同时,还使用了开源化学软件OpenBabel来解决在检索时遇到的芳香环的识别问题。经过与商业软件ISIS/Base对照实验,检索结果正确,检索时间可以满足要求。

求结点可同名的森林所有子树的算法

讨论了求结点可同名的森林的所有子树的算法,并将其应用于化学领域:如何将许多具有某种共同属性的物质的分子结构图形分解成子分子结构,进一步地试图找出存在于大多数具有该属性的物质中的子分子结构,并讨论这样的子分子结构导致物质具有该共同属性的可能性。

结点可同名的连通无向图的子图研究

给出了求解结点可同名的连通无向图的所有边极大连通子图的算法,并将其应用于化学领域:将许多具有某种共同属性的物质的分子结构图形分解成子分子结构,进一步地试图找出存在于大多数具有该属性的物质中的子分子结构,并讨论这样的子分子结构导致物质具有该共同属性的可能性。

硫化矿选矿药剂的靶向性设计及绿色合成技术

本课题研发基于计算机辅助分子设计（CAMD）技术平台，通过建立选矿药剂与矿物作用的定量构效关系模型、量子力学模型、溶液模型及药剂相互间协同作用模型，并运用第一性原理（密度泛函理论）计算药剂分子基团电负性、基团荷电情况、电子密度及矿物晶体能带、态密度、表面微观特性及前线轨道能量等各项参数；然后结合矿物与药剂作用模型，建立硫化矿捕收剂分子设计能量评价方程及选择性指数方程。通过对比能量及选择性指数大小，针对不同硫化矿矿物筛选出合适的对目标矿物捕收力强或抑制力强、靶向性高的捕收剂分子结构或抑制剂分子结构。针对铜硫分选和铜铅锌分选作业中精矿产品元素互含较高的问题，采用CAMD技术，模拟药剂分子与硫化矿相互作用模型，研发3种以上绿色高效捕收剂；针对铜铅、铜钼可浮性相近的特点，研发2种以上高选择性有机盐类抑制剂，提高精矿品位和金属回收率；完成药剂分子结构-性能关系推演、毒性及环境影响初步评价，建立药剂分子结构数据库并申请1项软件著作权；开发并优化新药剂绿色制备工艺，优化改进传统黄药及其衍生物制备技术；完成工业试验；建立中试或产业化基地。