分子設計方法

分子設計方法也叫計算機輔助分子設計法,指運用電子計算機預測和設計化合物分子結構的一種科學方法。它以量子化學、合成化學、結構化學、計算化學等學科提供的理論和數據為依據,先按要求設計出分子設計軟體(可由若干種軟體所組成),然後上機計算出所期望分子(如高分子樹脂)之間的結合強度,預測其耐熱性、硬度等各種特性,提出比較有希望而又有可行性的若干方案,進而進行實驗驗證,如果結果不理想,還可依據實驗結果再修改或重新設計方案,直到滿意為止。

這種方法的特點主要有:①可取代經驗性的試錯法。傳統的試錯法,需進行成百上千次試驗,要篩選的化合物有上萬種,耗工費時,而採用超級計算機進行分子設計,就可把待試驗檢驗的化合物減少至幾十種甚至十幾種,大大縮短了開發新化合物產品的周期。②可設計出所期望的化合物分子,如設計出一種既含有親水基團又含有親脂基團的化合物分子,就可解決油水互溶問題;又如套用DNA片斷編碼新蛋白質的胺基酸順序的原理可設計出一種分子有選擇性地殺死癌細胞和愛滋病病毒。③由於省去了大量合成實驗,故降低開發成本,經濟效益大大提高。具體的設計方法有:計算機輔助建模法、量子化學方法、模式識別法、Hanscg線性自由能相關法、Freewilson加和法等。80年代以來該法有了較快發展,尤其統計力學方法的引入,不僅使計算量減少,而且整體性計算功能增強,可望90年代會有較大突破。

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