含有C，H，O有机化合物结构解析专家系统的研究

本文系统地介绍了一个有机化合物结构解析专家系统的研究过程，该系统包括约束知识库，整体结构产生器，和结构验证器三个部分。本工作侧重两个部分，即约束规则的生成和整体结构对接。所涉及的章节为第六——十章。第一——五章为本论文的文献综述部分。第六章介绍了结构解析专家系统的总体设计及理论依据，我们的专家系统的总体设计是：由分子式或光谱数据出发，推导出与未知化合物的分子式和光谱数据相一致的结构片断。应用离散数学，布尔代数，图论，数理逻辑，拓扑学，组合数学等各种理论手段，将结构片断穷举生成整体结构，即候选化合物。最后应用模式识别，波谱模拟，涨力能计算等方法进行结构验证，自动排除与各种约束条件不一致的候选化合物，以求得该未知化合物的最终结构。在理想的情况下，最终结构应是唯一的。对于复杂的化合物，系统可能给出一组最终结构。结构输出采用Carhart方案，即以化合物结构的二维联接表为基础，首先生成三维空间的一个构象，之后再投影到二维平面上。第七章是利用~（13）C-NMR波谱信息以产生结构生成的约束规则。具体方法是利用我们已建立的CIAC-~（13）C-NMR数据库系统进行~（13）-NMR化学位移与带有键属性的子结构相关研究。首先根据文献选出化合物中常见的子结构，进行数据库检索并统计出有关的化学位移。建立子结构与~（13）C-NMR化学位移相关表，当进行未知化合物的结构解析时，应用上述相关表寻找出未知化合物中的子结构约束条件。为了确保知识库的全面性以及结构生成的穷举性，第八章介绍一个子结构自动生成算法。其算法的思路是：首先选出常见元素的所有的基本结构基元，依次以每个结构基元为中心，然后考虑它与所有选定的结构基元联接情况。上述两种方案所得的相关表中的子结构是含有多种杂原子的，录O，N，S，P及卤素等。第九章介绍一个整体结构生成的算法及原理和程序设计思想。整体结构生成的过程是：首先生成一级亚结构向量，然后生成二级亚结构向量，再生成三级亚结构向量，由三级结构碎片进行对接，得到整体结构。目前该系统仅可对接含有C，H，O的化合物。第十章给出两个结构解析示例。