[发明专利]基于片段的浮选药剂分子设计方法

说明书

本发明公开了一种基于片段的浮选药剂分子设计方法，借助于计算机辅助分子设计技术、分子力学、量子化学计算，通过检测、筛选出分子量小、相对结合效率高的活性片段，再通过生产、拼接、融合方法优化活性片段、获得高活性的浮选药剂分子结构，通过片段分子化合物库的建立、活性片段分子筛选、先导化合物筛选等步骤，获得浮选药剂分子。结合了计算机辅助分子设计技术的高效率、分子组装技术的灵活性双重优点，并通过将对分子的考察范围缩小至对分子片段的考察，大大提到了药剂分子成药的成功率，有效提高了浮选药剂分子设计的效率，进一步为设计浮选药剂提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及一种浮选药剂分子设计技术，尤其涉及一种基于片段的浮选药剂分子设计方法。

背景技术

目前，矿产资源总体禀赋状况越来越差，贫、细、杂的问题越来越突出，埋藏深、品位低、且多为共伴生矿，提取难度大。研究开发高效、低毒、低污染的选冶药剂是实现复杂矿产资源高效分离提取和综合开发利用的关键。传统浮选药剂已不能满足要求，高效绿色选冶药剂的需求十分迫切。新型浮选药剂分子设计和筛选是矿山选矿药剂发展的一大趋势。

但是，目前选冶药剂的开发依然延续传统的开发模式。如图1所示，传统的选冶药剂开发，大多是根据已有知识和经验的推断通过反复实(试)验而成。开发周期长、效率低，具有一定的盲目性。如果考虑后期的环境评估和生产流程，整个过程耗时长、耗能大，无法满足日趋复杂的矿产资源综合利用的要求，更不符合资源综合利用节能减排的总体要求。高效选冶药剂的设计和选择目前仍然是一个具有挑战性的任务。

上世纪八十年代开始，将药物设计原理引入浮选药剂的分子设计与选择，以后又运用现代量子化学与电化学理论在浮选药剂的作用机理、结构性能关系和分子设计等方面进行了研究，并取得了令人瞩目的成绩，缩短了新型浮选药剂的研制周期，有力地提升了矿产资源加工水平与综合利用效率。随着计算机软硬件技术的发展，计算机辅助分子设计(CAMD)已经发展成为一个新兴的研究领域。为提升选冶药剂的发展水平，从源头控制浮选药剂对环境的影响，计算机辅助分子设计技术将是浮选药剂研发快速发展的一条重要途径。

计算机应用使得浮选药剂研发速度得到很大提升，但是单纯依靠计算机技术与分子结构优化相结合的分子优化手段，所获得分子结构虽然数量较多，但是结构创新性较差，而且如何从繁杂的数据中提取有效数据？如何甄别数据的可靠性？仍然是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于片段的浮选药剂分子设计方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于片段的浮选药剂分子设计方法，借助于计算机辅助分子设计技术、分子力学、量子化学计算，通过检测、筛选出分子量小、相对结合效率高的活性片段，再通过生产、拼接、融合方法优化活性片段、获得高活性的浮选药剂分子结构，具体包括步骤：

A、片段分子化合物库的建立：筛选、整理目前所报道的药剂分子结构，利用分子模拟软件的Materials Visualizer图形界面构建药剂分子结构模型，进行药剂分子结构的片段拆分，直至获得最小分子片段，并在Materials Visualizer图形界面构建片段模型，组建片段分子化合物库；

B、活性片段分子筛选：借助计算机辅助分子设计技术、分子力学、量子化学技术等，利用分子模拟软件的DMol³量子化学模块、Forcite分子力学模块对片段优化后计算片段与矿物晶体模型的结合效率，并依据结合效率对片段分子分成两类：功能性片段、结构性片段；

C、活性片段分子组装：利用分子组装原理，采用包括片段生长、片段拼接、片段融合任一项的片段组装手段进行活性片段的组装，获得一系列结合能力强的化合物分子结构作为先导化合物；