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萃取溶剂选择的计算机辅助分子设计中的数学方法

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化学进展 2006年第9期18卷 1188-1193页

作者：宋海华宋静天津大学化工学院天津300072

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计(CAMD)是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候... 详细信息

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计(CAMD)是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候选分子进行筛选。目前,CAMD法的研究主要可分为生成-验证、数学优化和组合优化。生成-验证法通常使用启发式的策略,是基于知识的,无法克服基团的组合爆炸问题,也不能保证结果的最优性;数学优化方法,包括混合整数非线性规划(MINLP)和混合整数线性规划(MILP),可用于表达非线性或线性的结构-性质关系,但准确表达结构-性质关系还有困难;组合优化法是使用遗传算法或模拟退火算法、禁忌搜索等的方法,理论上可克服以上问题。本文评述了以上三种方法在萃取精馏溶剂选择领域中的用途、原理及其工业化所面临的主要问题。

关键词：计算机辅助分子设计基团贡献法萃取精馏萃取剂

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基于MGASA的计算机辅助分子设计

化工进展 2008年第12期27卷 2019-2024页

作者：张学岗张军保宋静宋海华天津大学化工学院天津300072 天津天大天久科技股份有限公司天津300072

采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行... 详细信息

采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行了检验,结果表明本文筛选出来的溶剂适应度普遍高于文献中溶剂,表明本研究提出的方法具有很高的准确性和实用性。

关键词：计算机辅助分子设计遗传模拟退火混合算法分子合成

β-乳球蛋白过敏原表位适配体的计算机辅助分子设计与筛选

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计算机与应用化学 2013年第2期30卷 129-132页

作者：徐洪军吕高婧薛秀恒孙茂忠刘艳玲安徽农业大学茶与食品科技学院安徽食品安全分析与检测省级实验室安徽合肥230036 山东省滕州市产品质量监督检验所山东枣庄277500

本研究以β-乳球蛋白为模板,针对不同过敏原表位,基于正义链和反义链互补的原则,利用计算机辅助分子设计筛选出与β-乳球蛋白过敏原表位很好结合的适配体。分子对接结果表明,适配体QWVW,RRSL,GWGLP,RDGY和WVDL与β-Lg对接的能量是几个... 详细信息

本研究以β-乳球蛋白为模板,针对不同过敏原表位,基于正义链和反义链互补的原则,利用计算机辅助分子设计筛选出与β-乳球蛋白过敏原表位很好结合的适配体。分子对接结果表明,适配体QWVW,RRSL,GWGLP,RDGY和WVDL与β-Lg对接的能量是几个主要的过敏原表位中较低的,其中适配体RRSL与β-乳球蛋白对接的能量为本次实验最低,为-107.292 kcal/mol。并通过对分子对接过程中氢键作用、静电作用、疏水作用的研究,证明设计筛选出的适配体可以特异性地与β-乳球蛋白过敏原表位结合,从而达到掩盖β-乳球蛋白过敏原表位的目的。

关键词： β-乳球蛋白适配体分子对接计算机辅助分子设计

有机物冷却结晶过程溶剂的计算机辅助分子设计方法研究

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有机物冷却结晶过程溶剂的计算机辅助分子设计方法研究

作者：陶玲华南理工大学

学位级别：硕士

传统的实验试错法选择结晶溶剂需要消耗大量的人力物力,计算机辅助分子设计(CAMD)为结晶溶剂的选择提供了一种新思路。本文对有机物冷却结晶过程溶剂进行计算机辅助分子设计,形成与之对应的CAMD问题,研究和开发实用性高的CAMD方法,为有... 详细信息

传统的实验试错法选择结晶溶剂需要消耗大量的人力物力,计算机辅助分子设计(CAMD)为结晶溶剂的选择提供了一种新思路。本文对有机物冷却结晶过程溶剂进行计算机辅助分子设计,形成与之对应的CAMD问题,研究和开发实用性高的CAMD方法,为有机物冷却结晶过程设计并选择出性能较优的溶剂。主要内容如下:首先,确定了溶剂的毒性、熔点、沸点、溶解性以及潜在回收率作为设计有机物冷却结晶过程溶剂的目标性质,并基于文献调研和分析选择了相应的性质预测模型。其次,研究了基于单目标优化的CAMD方法。将有机物冷却结晶过程溶剂的CAMD问题视为单目标优化问题,组成分子的基团作为变量,溶剂的熔点、沸点、毒性、溶解性以及分子结构可行性作为约束条件,潜在回收率作为目标函数,进一步将该问题转化成整数非线性规划(INLP)模型。提出了一种基于枚举法的CAMD方法,对该模型进行求解以获得符合设计目标的候选分子。基于该方法求解了2-巯基苯并噻唑(MBT)冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,在给定的设计范围空间内,获得了最佳溶剂甲苯。进一步,研究了基于多目标优化的CAMD方法。针对有机物冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,将溶剂的毒性、溶解度参数差值以及潜在回收率作为三个目标,分子结构的可行性作为约束条件,建立多目标优化模型。提出了一种基于快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)的CAMD方法,对该模型进行求解以获得Pareo最优解集,即一系列候选溶剂分子。利用这种方法求解了葵二酸冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,将设计的结果和其他研究利用CAMD方法和通过数据库搜索的结果进行了比较,发现该方法具有比较好的适用性。之后,基于该方法求解了MBT冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,发现利用枚举法为MBT冷却结晶过程筛选出的最佳溶剂甲苯也包含在该方法得出的Pareto最优解集中。最后,针对MBT冷却结晶溶剂设计和选择问题,验证了溶剂溶解性预测方法以及UNIFAC模型的可靠性。在甲苯溶剂中开展了MBT冷却结晶实验,探索结晶终点温度、降温速率以及溶质初始浓度对产品收率和纯度的影响。发现降温速率为0.3 K/min、结晶终点温度为313.15 K、溶质初始浓度为0.046 g/g时,得到了收率为72.1%,纯度为99.7%的产品。

关键词：冷却结晶溶剂计算机辅助分子设计枚举法快速非支配排序遗传算法

化工热力学:从基团贡献法到计算机辅助分子设计

同方学位论文库评论

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化工时刊 2017年第6期31卷 3-6,40页

作者：石文涛臧婷婷王志超刘畅南京工业大学化工学院江苏南京211800

传统上化工热力学的重要任务是通过实验测定和发展计算方法预测给定体系的热力学性质,为化工过程的开发和优化提供支持。在这一过程中,以基团贡献法为代表的分子热力学方法发展日趋成熟,为石化工业等化工过程的高速发展奠定了理论基础... 详细信息

传统上化工热力学的重要任务是通过实验测定和发展计算方法预测给定体系的热力学性质,为化工过程的开发和优化提供支持。在这一过程中,以基团贡献法为代表的分子热力学方法发展日趋成熟,为石化工业等化工过程的高速发展奠定了理论基础。然而在新世纪里化工热力学是否已经发展完善,只剩下修修补补的工作,还是仍存在继续发展的活力,是目前科研讨论的热点。在本文中,我们通过介绍丹麦工业大学Gani教授开发的虚拟生产过程设计实验室这一软件,介绍了目前化工热力学的一个发展方向-即面向产品工程的计算机辅助分子设计。

关键词：计算机辅助分子设计基团贡献法物性估算过程工程产品工程

基于UNIFAC基团贡献法的计算机辅助分子设计

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广东化工 2005年第6期32卷 36-39页

作者：赵新合吴卫生陕西省石油化工学校陕西西安710061 上海交通大学化工系上海200240

本文论述了一种基于UNIFAC基团贡献法的计算机辅助分子设计方法。该方法采用UNIFAC模型中的基团概念,借助计算机技术来设计合成分子。主要涉及基团的分类和表征、基团的预选和可行分子结构的合成,同时本文编制了相应的分子设计程序。

关键词：计算机辅助分子设计 UNIFAC基团贡献法分子设计程序活度系数可行分子结构

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第七讲计算机辅助分子设计方法

上海化工 2020年第1期45卷 8-11页

作者：姚建华李佳徐雯丽蒋舒仰胡静李靖靖王宇飞中国科学院能量调控材料重点实验室中国科学院上海有机化学研究所上海200032 郑州工程技术学院河南郑州450044

众所周知,一个化合物的性质与其化学结构式关系密切。通常做的分子设计或化合物设计,本质上是要设计一个具有某种特定功能/性能的化合物。人们关注的目标是化合物的功能/性能,而非化合物的几何结构。国际纯粹与应用化学联合会(Internati... 详细信息

众所周知,一个化合物的性质与其化学结构式关系密切。通常做的分子设计或化合物设计,本质上是要设计一个具有某种特定功能/性能的化合物。人们关注的目标是化合物的功能/性能,而非化合物的几何结构。国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,(IUPAC)是世界化学命名、术语(包括周期表中新元素的命名)、标准化测量方法、原子量和许多其他重要评估数据的权威机构,并为全球化学界提出开发和维护创造共同语言的建议。

关键词：计算机辅助分子设计化学结构式化学命名新元素国际纯粹与应用化学联合会评估数据原子量周期表

黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂计算机辅助分子设计

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有色金属（选矿部分） 2010年第2期 41-44页

作者：邵福国王福良北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室北京100044

将计算机辅助分子设计应用到选矿药剂分子设计中,对黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂进行设计,得出了合适的极性基团和非极性基,即目的新型捕收剂。在实验室合成了目的药剂,进行了黄铜矿和黄铁矿纯矿物浮选试验,浮选分离效果显著。初步验... 详细信息

将计算机辅助分子设计应用到选矿药剂分子设计中,对黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂进行设计,得出了合适的极性基团和非极性基,即目的新型捕收剂。在实验室合成了目的药剂,进行了黄铜矿和黄铁矿纯矿物浮选试验,浮选分离效果显著。初步验证了计算机辅助分子设计在选矿药剂分子设计中的可行性。

关键词：计算机辅助分子设计浮选黄铜矿黄铁矿

基于GASA混合算法的计算机辅助分子设计方法及其在质量分离剂选择上的应用

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基于GASA混合算法的计算机辅助分子设计方法及其在质量分离剂选择...