[发明专利]高效批量优化分子结构的方法

说明书

本发明涉及一种高效批量优化分子结构的方法，主要解决现有技术中无法解决快速获取大量优化的分子结构的问题。本发明通过采用一种高效批量优化分子结构的方法，利用VB编程，实现程序的一次运行完成大批量分子结构的自动优化，用一次程序运行代替多次手动优化计算，批量读取分子结构文件，自动计算分子单点能，通过分子力学方法进行预优化，并采用量子力学半经验方法进行进一步优化，将分子结构的能量梯度值降至以下，最终获得稳定的分子结构的技术方案较好地解决了上述问题，可用于批量优化分子结构中。

技术领域

本发明涉及一种高效批量优化分子结构的方法。

背景技术

定量结构-性质关系，研究化合物结构与其各种物理化学性质之间的定量关系，是计算化学和化学信息学的研究热点之一。目前，人们广泛利用化学品结构与性质之间的关系预测物质危险性，而实现该研究的前提条件之一就是确保化学品的分子结构是经过优化的稳定的分子结构，为获取大量的稳定的分子结构需要对大批量的分子结构进行优化。本发明中所指的分子结构的优化，是分子能量最小化，通过优化分子结构，降低分子体系的能量，从而获得更稳定的构象。目前，众多分子模拟软件都可以进行分子结构的优化，以本发明中涉及的HyperChem软件为例，它具有分子能量最小化的功能，在分子能量最小化的过程中，HyperChem不断微调分子结构，直到分子能量不再随着分子结构的微小变化而发生改变，也就是笛卡尔坐标所有方向上能量梯度均接近于零(本发明设定分子结构的能量梯度值低于时，分子结构达到稳定状态)，此时获得的就是优化后的稳定的分子结构。但是HyperChem的优化计算只能进行单分子处理，对于大批量的分子结构数据库，要将分子结构逐个手动进行优化，存在工作效率低，耗时多的问题。因此，本发明通过VB编程，实现自动操控HyperChem软件高效、批量优化分子结构，解决快速获取大量优化的分子结构的问题。

杨铄等人发表的文章《大批量获取分子三维结构数据的方法》(杨铄,袁身刚,陈敏伯,郑崇直.大批量获取分子三维结构数据的方法[J].计算机与应用化学,2000(Z1):185-186.)，以及雷静等人发表的文章《基于MFC和HyperChem的分子三维结构批量实现方法》(雷静,周家驹.基于MFC和HyperChem的分子三维结构批量实现方法[J].计算机与应用化学,2002(04):385-386.)中，研究核心均是如何利用分子的2D结构批量生成3D结构，生成3D结构的同时，利用分子力学法MM+进行了简单优化，准确度不够，获得的分子结构仍需要进一步优化；另外，杨铄等人采用的是HyperChem/Script，一种特殊的专用脚本语言，进行批量计算，由于Script没有提供循环语句，因此采用C++编程语言补充循环功能，而雷静等人采用的是MFC编程，结合Hyperchem提供的动态连接库和专用脚本语言实现批量生成分子三维结构。现有技术目的均在于实现批量生成三维分子结构，而非分子结构的优化，没有解决快速获取大量优化的分子结构的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中无法解决快速获取大量优化的分子结构的问题，提供一种新的高效批量优化分子结构的方法，具有能快速获取大量优化的分子结构、效、批量优化分子结构，效率更高、可视化效果更好的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种高效批量优化分子结构的方法，利用VB编程，实现程序的一次运行完成大批量分子结构的自动优化，用一次程序运行代替多次手动优化计算，包括以下步骤：

步骤一、构建分子结构数据库；

步骤二、读取并打开分子结构文件；

步骤三、计算分子结构单点能；

步骤四、分子结构预优化；

步骤五、采用量子力学半经验方法进一步优化分子结构；

步骤六、储存优化后的分子结构；

步骤七、完成剩余分子结构的优化。