有机化合物结构解析专家系统研究——空间立体异构体的穷举生成

有机化合物结构解析专家系统的研究一直是计算机化学领域的前沿课题。本文在ESESOC 系统已有的基础上，进行了空间立体异构体的结构穷举生成研究，可以从化合物的二维连接表出发，穷举生成出全部的立体异构体。立体异构体的穷举生成需要满足三个条件：穷举性、非冗余性和有效性。目前本系统对于含 C、N、P、S与Si 等元素由于不对称中心、不对称轴引起的立体异构和几何异构均能进行穷举生成。本系统得到的结果与著名的 DENDRAL 系统和 SEMSMI 系统的结果完全一致。而 DENDRAL 系统已经从理论上证明是正确的。关于效率问题，通过对自同构群算法的改进，本系统的生成速度快于SEMAMI系统（其它系统运行时间未见报道），完全能够满足实验室应用。结构解析系统中环的识别主要是所有环的识别以及SSSR（最小的小最环集合）的识别，通过图论算法的应用，本文对这几类环的识别算法都进行了探讨，并应用于 ESESOC 系统作为约束条件，大大减少了系统候选化合物的数目。芳香性的识别，特别是稠环化合物芳香性的识别，在结构解析专家系统中一直是很难解决的问题，主要是稠环芳香性化合物的共振式比较多，而且在结构解析系统中得到的哪种共振式事先并不能确知，本文对各类常见的芳香性进行了自动识别的研究，并应用于 ESESOC系统中，取得了良好的结果。