【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构识别方法，特别涉及一种含能分子骨架结构的识别方法。
技术介绍
1、含能分子骨架结构是构筑含能分子的基本单元，其决定了含能分子的结构类型，从而影响其能量与安全性能。不同类型的骨架结构，能为含能分子带来不同的性能表现，其中笼型骨架结构能提供更多的张力能从而提升含能分子的能量表现，稠环与多环骨架能增强含能分子的π电子共轭特性从而提升安全能量。因此，十分有必要开展含能分子骨架结构识别研究，区分不同类型含能分子骨架结构，可为后续限定结构类型的含能分子设计提供更多可选的骨架结构。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术的目的是提出一种含能分子骨架结构的识别方法。
2、为此，本专利技术提供的含能分子骨架结构的识别方法包括：
3、s1，计算待识别分子中环结构的个数，执行s2；
4、s2，如环结构个数大于0，则执行s3；如环结构个数为0，则待识别分子的骨架结构为链状；
5、s3，如环结构个数大于1，则执行s4；如环结构个数为1，则待识别分子的骨架结构为单环；
6、s4，对待识别分子进行剪枝操作，包括利用氢原子替代待识别分子中的叠氮基、硝基、硝酸酯基和氨基基团，得到分子骨架结构，执行s5；
7、s5，若分子骨架结构可旋转键数目小于1，则执行s6；若所述分子骨架结构可旋转键数目大于等于1，则待识别分子的骨架结构为多环；
8、s6，若分子骨架结构中三个环结构共用原子的个数大于3，则执行s7
9、s7，若分子骨架结构的归一化惯性矩g1或g2小于0.8，则待识别分子的骨架结构为无规则型；若分子骨架结构的归一化惯性矩g1和g2均大于等于0.8，则待识别分子的骨架结构为笼型。
10、可选的方案是，s1中所述待识别分子的格式为符合iupac有机物化学命名法的英文名、分子图或smiles码格式；对格式为符合iupac有机物化学命名法的英文名或分子图的含能分子，利用chemdraw软件或pubchem数据库获得所述分子的smiles编码。
11、可选的方案是，s1中分子中环结构数目计算方法为：
12、采用开源软件包rdkit进行分子中环结构数目计算；所述计算步骤为：
13、调用chem.molfromsmiles()子程序，读入待识别分子的smiles编码，输出待识别分子的mol格式结构；
14、调用chem.getsssr()子程序，读入待识别分子的mol格式结构，输出待识别分子中环结构的个数。
15、可选的方案是，s4中
16、采用开源软件包rdkit对待识别分子进行剪枝操作，包括：
17、调用chem.molfromsmiles()子程序，读入待识别分子的smiles编码，输出待识别分子的mol格式结构；
18、调用chem.molfromsmarts()子程序，读入待识别分子上叠氮基、硝基、硝酸酯基和氨基基团的smarts编码，输出叠氮基、硝基、硝酸酯基和氨基基团mol格式结构；
19、调用chem.molfromsmarts()子程序，读入锂原子的smarts编码和氢原子的smarts编码，输出锂原子的mol格式结构和氢原子的mol格式结构；
20、调用allchem.replacesubstructures()子程序，读入待识别分子mol格式结构、叠氮基、硝基、硝酸酯基和氨基基团和锂原子mol格式结构，输出用锂原子替换叠氮基、硝基、硝酸酯基和氨基基团后的待识别分子mol格式结构；
21、调用chem.replaceatom()子程序，读入待识别分子mol格式结构中锂原子位置和氢原子的mol格式结构，输出用氢原子替换锂原子的待识别分子mol格式结构，得到分子骨架结构。
22、可选的方案是，s5中采用开源软件包rdkit识别分子骨架结构中的可旋转键数目，包括：
23、调用chem.molfromsmiles()子程序，读入分子骨架结构的smiles编码，输出分子骨架结构的mol格式结构；
24、调用chem.rdmoldescriptors.calcnumrotatablebonds()子程序，读入分子骨架结构的mol格式结构，输出分子骨架结构的可旋转键数目。
25、可选的方案是，s6中采用开源软件包rdkit识别分子骨架结构中三个环结构共用原子的数目，包括：
26、调用chem.molfromsmiles()子程序，读入分子骨架结构的smiles编码，输出分子骨架结构的mol格式结构；
27、调用getringinfo().atomrings()子程序，读入分子骨架结构的mol格式结构，输出分子骨架结构中中各个环结构中原子的位置编号；
28、遍历各个环结构，输出原子的位置编号出现次数，统计出现次数大于3次的原子个数，其中出现次数大于3次的原子个数为分子骨架结构中三个环共用原子数目。
29、可选的方案是，s7采用开源软件包rdkit计算归一化惯性矩g1和g2；包括：
30、调用chem.molfromsmiles()子程序，读入分子骨架结构的smiles编码，输出分子骨架结构的mol格式结构；
31、调用embedmultipleconfsall()和mmffoptimizemoleculeconfs()子程序，读入分子骨架结构的mol格式结构，输出多个优化后结构；
32、选取能量最低的优化后结构，由能量最低优化后结构的原子坐标，计算得到三个惯性矩i1、i2和i3，且i3≥i2≥i1；
33、由式g1＝(i1/i3)、g2＝(i2/i3)得到归一化惯性矩g1和g2。
34、与现有技术相比，本专利技术的优异效果为：
35、基于分子中环结构数目计算，判别链状与单环骨架结构。在此基础上，利用剪枝操作、可旋转键数目计算、三个环共用原子数目计算、归一化惯性矩计算等方法，构建多环、稠环、无规则型和笼型骨架判据。最终通过上述判据，识别含能分子的链状、单环、多环、稠环、无规则型和笼型骨架。因此，采用本专利技术，可实现含能分子骨架结构的自动、定量识别，为后续的特定结构含能分子设计提供更多可选结构的骨架单元。
36、本专利技术的方法尤其适用于对103个以上含能分子的骨架结构批量进行识别，无需人工干预。
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1.一种含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S1中所述待识别分子的格式为符合IUPAC有机物化学命名法的英文名、分子图或SMILES码格式；对格式为符合IUPAC有机物化学命名法的英文名或分子图的含能分子，利用ChemDraw软件或PubChem数据库获得所述分子的SMILES编码。
3.根据权利要求2所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S1中分子中环结构数目计算方法为：
4.根据权利要求2所述的含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S4中
5.根据权利要求2所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S5中采用开源软件包RDKit识别分子骨架结构中的可旋转键数目，包括：
6.根据权利要求1所述的一种含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S6中采用开源软件包RDKit识别分子骨架结构中三个环结构共用原子的数目，包括：
7.根据权利要求1所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，S7采用开源软件包RDKit计算归一化惯性
8.根据权利要求1所述的一种含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，采用权利要求1所述方法对103个以上的待识别分子的骨架结构进行识别。
...【技术特征摘要】
1.一种含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，s1中所述待识别分子的格式为符合iupac有机物化学命名法的英文名、分子图或smiles码格式；对格式为符合iupac有机物化学命名法的英文名或分子图的含能分子，利用chemdraw软件或pubchem数据库获得所述分子的smiles编码。
3.根据权利要求2所述含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，s1中分子中环结构数目计算方法为：
4.根据权利要求2所述的含能分子骨架结构的识别方法，其特征在于，s4中
...
【专利技术属性】
技术研发人员：文琳元，刘英哲，陈超，张志翔，曹意林，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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