一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：①化合物管理模塊；②反應管理模塊；③化合物檢索模塊；④合成路線生成模塊。該系統(tǒng)用于查詢、輔助設計、評價含能化合物合成路線，具有使用方便、合成路線設計篩選快等特點。
【專利說明】
一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種計算機輔助設計系統(tǒng)，特別是涉及一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]發(fā)明專利號為ZL2009 I 0021604.3的含能化合物計算機輔助設計系統(tǒng)的開發(fā)將傳統(tǒng)的人腦加經驗的“畫加打”含能化合物設計模式轉變成了先進的計算機快速組合的模式，設計出了一系列性能優(yōu)異的含能化合物結構(如ZL 2013 I 8008757.UZL 2012 I8003857.0,ZL 20131 8001144.5等)，加快了新型含能化合物的研發(fā)速度。然而，目前我國新型含能化合物的合成還主要依靠合成人員的經驗進行摸索，缺乏計算機輔助設計的強大功能支持，合成實驗存在費時、費力、危險性高、盲目性大等缺點，難以滿足武器彈藥對新型含能化合物的需求。因此，借助計算機強大的功能開發(fā)出一種計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)用于指導含能化合物的合成，成為亟待解決的重要研究課題。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現有技術存在的缺陷和不足，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，能夠方便、高效地實現成千上萬種含能化合物合成路線的查詢、設計與評價。該系統(tǒng)可以讓含能化合物合成人員借鑒已知合成路線或參照設計的新合成路線篩選出較優(yōu)的合成路線，從而避免了盲目合成實驗的開展。
[0004]為了實現上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案:
[0005]一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，利用計算機對含能化合物合成路線進行設計并對設計路線進行熱力學評價以獲得較優(yōu)的含能化合物合成路線；其特征在于，系統(tǒng)包括:
[0006]化合物管理模塊，由化合物錄入模塊和化合物維護模塊構成，用于含能化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別及其它基本信息的錄入及維護；
[0007]反應管理模塊，由反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊構成，用于含能化合物已知合成路線、合成條件、產率、文獻出處及其它與反應相關的信息的錄入、維護以及含能化合物合成規(guī)則的錄入與維護；
[0008]化合物檢索模塊，由簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊構成，用于含能化合物及其基本信息的檢索；
[0009]合成路線生成模塊，由合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊構成，用于含能化合物合成路線的查詢、設計以及評價篩選；
[0010]化合物管理模塊與化合物檢索模塊連接，反應管理模塊與合成路線生成模塊連接，化合物檢索模塊與合成路線生成模塊連接。
[0011]所述的化合物管理模塊包括了化合物錄入模塊和化合物維護模塊，管理員可以錄入新的化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別、備注信息供用戶查詢，并對這些信息進行定期維護。
[0012]所述的反應管理模塊包括了反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊，管理員可以錄入含能化合物的已知合成路線、反應條件、收率、純度、文獻出處及其它與反應相關的信息供用戶查詢，也可以錄入提取的含能化合物通用合成規(guī)則供用戶設計合成路線，并對錄入的反應及合成規(guī)則進行定期維護。
[0013]所述的化合物檢索模塊包括了簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊，用戶可以根據需求輸入CAS號、分子式、名稱關鍵詞、序號信息中的一條進行簡單檢索，也可以繪制子結構或全結構進行子結構或全結構的精確或模糊檢索，還可以同時輸入多條信息進行高級檢索。
[0014]所述的合成路線生成模塊包括了合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊，用戶可以根據需求進行含能化合物已知合成路線的查詢，也可以進行含能化合物合成路線的設計，還可以對設計的合成路線進行熱力學評價，從而篩選出較優(yōu)的合成路線。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，能夠提供給用戶一套全面、簡便、高效的系統(tǒng)來查詢、設計、評價含能化合物合成路線。在進行合成實驗前，用戶可以通過化合物檢索模塊來了解化合物的基本信息，同時可以通過合成路線生成模塊通過查詢、設計、評價化合物合成路線，篩選出較優(yōu)的合成路線，從而避免盲目合成化合物。該系統(tǒng)具有很好的靈活性、可擴充性，還可以廣泛適用于除含能化合物以外的其它化合物合成路線的設計。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖
[0017]圖2是本發(fā)明的流程圖
[0018]圖3是本發(fā)明化合物管理模塊工作流程圖
[0019]圖4是本發(fā)明反應管理模塊工作流程圖
[0020]圖5是本發(fā)明化合物檢索模塊工作流程圖[0021 ]圖6是本發(fā)明合成路線生成模塊工作流程圖
[0022]圖7是已知含能化合物奧克托今計算機輔助合成路線設計的一個具體實施例圖
[0023]圖8是新型含能化合物I，4_二硝基哌嗪-2，3-并(2-咪唑烷酮)5，6_并呋咱計算機輔助合成路線設計的一個具體實施例圖
[0024]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于這些實施例。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，其設計思路是提供給用戶一套全面、簡便、高效的系統(tǒng)來查詢、設計、評價含能化合物合成路線。系統(tǒng)管理員根據含能化合物的最新進展及時通過化合物管理模塊和反應管理模塊將化合物的基本信息、反應信息、提取的合成規(guī)則信息錄入系統(tǒng)或在系統(tǒng)中做補充、修改等維護。用戶可以根據自身的需要通過化合物檢索模塊和合成路線生成模塊查詢化合物基本信息及已知合成路線，并從中選擇路線，也可以從通過合成路線生成模塊設計的合成路線中選擇新的合成路線。
[0026]參見圖1，本發(fā)明的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，利用計算機對含能化合物合成路線進行設計并對設計路線進行熱力學評價以獲得較優(yōu)的含能化合物合成路線，由四個主要單元模塊構成，各單元模塊具有各自不同的功能。系統(tǒng)使用C++語言進行程序開發(fā)。
[0027]該系統(tǒng)包括:
[0028]化合物管理模塊，由化合物錄入模塊和化合物維護模塊構成，用于含能化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別及其它基本信息的錄入及維護；
[0029]反應管理模塊，由反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊構成，用于含能化合物已知合成路線、合成條件、產率、文獻出處及其它與反應相關的信息的錄入、維護以及含能化合物合成規(guī)則的錄入與維護；
[0030]化合物檢索模塊，由簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊構成，用于含能化合物及其基本信息的檢索；
[0031]合成路線生成模塊，由合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊構成，用于含能化合物合成路線的查詢、設計以及評價篩選；
[0032]化合物管理模塊與化合物檢索模塊連接，反應管理模塊與合成路線生成模塊連接，化合物檢索模塊與合成路線生成模塊連接。
[0033]上述所述的化合物管理模塊包括了化合物錄入模塊和化合物維護模塊，管理員可以錄入新的化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別、備注信息供用戶查詢，并對這些信息進行定期維護。
[0034]上述所述的反應管理模塊包括了反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊，管理員可以錄入含能化合物的已知合成路線、反應條件、收率、純度、文獻出處及其它與反應相關的信息供用戶查詢，也可以錄入提取的含能化合物通用合成規(guī)則供用戶設計合成路線，并對錄入的反應及合成規(guī)則進行定期維護。
[0035]上述所述的化合物檢索模塊包括了簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊，用戶可以根據需求輸入CAS號、分子式、名稱關鍵詞、序號信息中的一條進行簡單檢索，也可以繪制子結構或全結構進行子結構或全結構的精確或模糊檢索，還可以同時輸入多條信息進行高級檢索。
[0036]上述所述的合成路線生成模塊包括了合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊，用戶可以根據需求進行含能化合物已知合成路線的查詢，也可以進行含能化合物合成路線的設計，還可以對設計的合成路線進行熱力學評價，從而篩選出較優(yōu)的合成路線。
[0037]用戶執(zhí)行可執(zhí)行程序之后進入程序界面，程序界面中左部是菜單條和工具欄，右部是顯示區(qū)域。
[0038]圖2為本發(fā)明的【具體實施方式】流程圖。
[0039]用戶可以根據自身的需要選擇查詢方式或設計方式。其中，設計方式即用戶通過合成路線生成模塊中的合成路線設計模塊設計出化合物合成路線，然后通過合成路線生成模塊中的合成路線評價模塊評價并篩選出較優(yōu)的合成路線。
[0040]參照圖3所示，管理員進入化合物管理模塊后，便可錄入或修改化合物的①結構、分子式、分子量及其它結構信息，②中文名稱、英文名稱、化學別名、名稱縮寫及其它名稱信息，③顏色、狀態(tài)、相容性及其它性質信息，④CAS號、化合物類別、化合物序號及其它信息。
[0041]參照圖4所示，管理員進入反應管理模塊后，便可錄入或修改反應信息和合成規(guī)則信息。其中，反應信息包括①反應物、產物的結構、名稱信息，②催化劑、反應溫度、反應時間、料比、PH值及其它反應條件信息，③收率、原子利用率及其它反應結果信息，④文獻出處，⑤反應類別、反應序號。合成規(guī)則信息包括①原子、原子初始鍵位、原子結束鍵位及其它原子鍵位信息，②鍵類型、標記位、鍵位斷開點、鍵位重新連接點及其它鍵位變化信息，③碎片連接點、碎片反應文件、反應類型、碎片個數及其它反應碎片信息，④合成規(guī)則序號及其它合成規(guī)則信息。
[0042]參照圖5所示，用戶進入化合物檢索模塊，可以輸入化合物基本信息中的任何一個關鍵詞進行簡單模式檢索，也可以輸入化合物的全結構或子結構進行結構的精確或模糊檢索，還可以輸入多條關鍵詞或結構信息進行高級檢索從而獲得化合物的基本信息。
[0043]參照圖6所示，用戶進入合成路線生成模塊，可以輸入結構依據系統(tǒng)中的反應信息進行已知合成路線的查詢，也可以輸入化合物結構依據系統(tǒng)中的合成規(guī)則選擇拆分、取代、成環(huán)等合成策略進行合成路線的設計，并根據需求可以進入合成路線評價模塊，通過計算各條合成路線的吉布斯自由能變來評價反應的熱力學可行性及難易程度。
[0044]以下是發(fā)明人給出的一些具體實施例，需要說明的是本發(fā)明不限于這些實施例。
[0045]實施例1
[0046]圖7是已知含能化合物奧克托今計算機輔助合成路線設計的一個具體實施例圖，以下結合圖7進行說明:
[0047]輸入奧克托今結構經過合成路線查詢可以獲得21條已知合成路線，經過合成路線設計可以獲得34條合成路線，經過合成路線評價篩選出2條較優(yōu)合成路線。
[0048]實施例2
[0049]圖8是新型含能化合物I，4_二硝基哌嗪-2，3-并(2-咪唑烷酮)5，6_并呋咱計算機輔助合成路線設計的一個具體實施例圖，以下結合圖8進行說明:
[0050]輸入I，4_二硝基哌嗪-2，3_并(2-咪唑烷酮)5，6_并呋咱結構經過合成路線查詢發(fā)現無已知合成路線，經過合成路線設計可以獲得15條合成路線，經過合成路線評價篩選出I條較優(yōu)合成路線。
【主權項】
1.一種含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，利用計算機對含能化合物合成路線進行設計并對設計路線進行熱力學評價以獲得較優(yōu)的含能化合物合成路線；其特征在于，系統(tǒng)包括: 化合物管理模塊，由化合物錄入模塊和化合物維護模塊構成，用于含能化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別及其它基本信息的錄入及維護； 反應管理模塊，由反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊構成，用于含能化合物已知合成路線、合成條件、產率、文獻出處及其它與反應相關的信息的錄入、維護以及含能化合物合成規(guī)則的錄入與維護； 化合物檢索模塊，由簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊構成，用于含能化合物及其基本信息的檢索； 合成路線生成模塊，由合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊構成，用于含能化合物合成路線的查詢、設計以及評價篩選； 化合物管理模塊與化合物檢索模塊連接，反應管理模塊與合成路線生成模塊連接，化合物檢索模塊與合成路線生成模塊連接。2.如權利要求1所述的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，其特征在于，所述的化合物管理模塊包括了化合物錄入模塊和化合物維護模塊，管理員可以錄入新的化合物結構、名稱、性質、CAS號、類別、備注信息供用戶查詢，并對這些信息進行定期維護。3.如權利要求1所述的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，其特征在于，所述的反應管理模塊包括了反應錄入模塊、反應維護模塊、合成規(guī)則錄入模塊和合成規(guī)則維護模塊，管理員可以錄入含能化合物的已知合成路線、反應條件、收率、純度、文獻出處及其它與反應相關的信息供用戶查詢，也可以錄入提取的含能化合物通用合成規(guī)則供用戶設計合成路線，并對錄入的反應及合成規(guī)則進行定期維護。4.如權利要求1所述的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，其特征在于，所述的化合物檢索模塊包括了簡單檢索模塊、結構檢索模塊和高級檢索模塊，用戶可以根據需求輸入CAS號、分子式、名稱關鍵詞、序號信息中的一條進行簡單檢索，也可以繪制子結構或全結構進行子結構或全結構的精確或模糊檢索，還可以同時輸入多條信息進行高級檢索。5.如權利要求1所述的含能化合物計算機輔助合成路線設計系統(tǒng)，其特征在于，所述的合成路線生成模塊包括了合成路線查詢模塊、合成路線設計模塊和合成路線評價模塊，用戶可以根據需求進行含能化合物已知合成路線的查詢，也可以進行含能化合物合成路線的設計，還可以對設計的合成路線進行熱力學評價，從而篩選出較優(yōu)的合成路線。
【文檔編號】G06F19/00GK106096284SQ201610423158
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610423158.9, CN 106096284 A, CN 106096284A, CN 201610423158, CN-A-106096284, CN106096284 A, CN106096284A, CN201610423158, CN201610423158.9
【發(fā)明人】來蔚鵬, 劉英哲, 尉濤, 廉鵬, 湯宏勝, 李華, 葛忠學, 王伯周
【申請人】西安近代化學研究所