[发明专利]一种改进的化学分子式切分方法

说明书

本发明公开了一种改进的化学分子式切分方法，在分子式的图结构基础上实现切分，即用特定类型的化学反应切掉分子式的某一基团，切分模拟了化学反应中的一个子过程，在真实化学反应中，发生化学反应的化合物会被切掉一部分，之后与其他化合物结合，形成新的化合物。本发明在原子、化学键的图结构上实现分子式的切分，操作灵活性强，可定制性强，适用于对于多种情形的切分。通过找出待切分化学式中与表示反应类型的反应类型串匹配的部分，用表示转换类型的反应类型串替换这一部分，并保留化学式中与反应类型串相连的分枝，实现正确的切分。

技术领域

本发明属于化合物合成技术领域，尤其涉及一种改进的化学分子式切分方法。

背景技术

在化合物合成的流程中，要对带有保护基团的试剂分子进行脱保护基、互相反应得到新化合物。从化学角度来看，这两个步骤都是化学反应；从计算的角度来看，分子脱掉保护基的化学反应是分子的“位点切分”，得到可以与其他分子反应(连接)的位点，之后互相反应则是分子间的“位点拼接”，把可发生化学反应的位点相连，得到新化合物。

计算上目前的处理方式是把第一步得到的带位点的分子记录下来，将不同反应得到的位点区分标记，如反应类型1得到的位点标记为[R1]，位点的位置即分子在反应中脱去部分的原子的位置，然后将带有相同位点标记的分子进行拼接，如两个分子都带有[R1]则可以拼接。

目前的计算化学工具如Openbabel、RdKit等，是通过模拟真实化学反应过程进行切分的，即输入待反应的化合物，得到反应后的化合物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，在分子式的图结构基础实现了一种切分方法，即用特定类型的化学反应切掉分子式的某一基团，切分模拟了化学反应中的一个子过程，在真实化学反应中，发生化学反应的化合物会被切掉一部分，之后与其他化合物结合，形成新的化合物。在通过大量试剂分子进行化合物合成的应用场景下，分子式切分是一个固有的子环节，试剂分子脱去固定基团首先要脱掉某个基团，才能与其他化合物结合。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种改进的化学分子式切分方法，对于一个带位点或不带位点的分子式smi，将分子式中的位点记为[Ri],i＝0,1…N，[Ri]对应于某一反应类型，N为反应类型的总数；

对一种反应类型Reaction，定义一个反应类型串smi_sub和转换类型串smi_convert，表示在smi中如果存在smi_sub子串，则把该子串部分转换为smi_convert；smi_sub子串包含至少一个与smi其余部分连接的位点[Ri]，smi_convert在对应位置有相同的位点[Ri]，smi_convert还包含要切除的原子[*]，切分过程如下：

(1)读入smi和smi_sub，转为图结构mol和mol_sub，生成mol_sub到mol的原子映射关系表maplist2，如果mol中不存在mol_sub子结构，则不再进行切分。如果mol中存在多个mol_sub子结构，则maplist2中保存了多个映射关系。在读入smi_sub时，保存连接位点[Ri]的位置R_idx、[Ri]邻接原子的位置R_connect_idx、smi_sub中[Ri]以外的原子的邻接原子的邻接原子的位置connect_connect_idx。

(2)读入smi_convert，转为图结构mol_convert，保存smi_convert中连接位点[Ri]的位置R_idx_convert。生成mol_convert到mol_sub的原子映射关系表maplist1，对于mol_convert中的每个原子，如果在mol_sub中找不到对应的原子，则不保存该原子的映射关系。

(3)对maplist2中的每一个映射关系，得到一个切分结果：

(3.1)把mol和mol_convert相加，得到更新后的mol。