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数学化学和化学信息学。结构生成、解释和数量结构。财产关系。 (英语) Zbl 1309.92006号

柏林:De Gruyter(ISBN 978-3-11-030007-9/hbk;978-3-12-025407-5/电子书)。xxix,491页。(2014).
我们现在已经相当习惯于这样一个事实,即数学已经进入了自然科学的各个学科,作为一种描述、构建和分类相关结构的手段,同时考虑到了定量和定性方面。计算机的出现为将理论付诸实践提供了可能性,从而反过来对成形理论产生了刺激作用。
这本书介绍了计算机处理化学中分子结构的各个方面,特别是有机化学,例如生成、描述、分类、反应、定量特性、与质谱学相关的现实比较、数据库和软件应用。它为使用MOLGEN等软件包提供了理论背景,并通过每个阶段的应用程序和示例为其使用提供了指导。
一个化合物由一个图形表示,化学元素(原子)是节点(顶点),键是边,还有分子的附加信息,如原子状态(价数、自由电子对、电荷和受损电子)和键的多重性,所有这些都整齐地堆放在一个适合计算机操作的数学对象中。为了忽略空间中不必要的标记、对称性和位置,引入等价关系和群作用是不可避免的。化学反应是在分子模型的框架内描述的。手性的概念处理的是一个分子是否等同于其镜像的问题,这一点很重要,因为如果作为药物服用,两者可能会产生完全不同的效果。为了处理立体异构体,基于定向拟阵的数学概念,引入了部分定向函数和手性图。本文讨论了创建和分类分子结构的两种方法,并将其应用于组合库和专利库。标题为“监督统计学习”的一节从预测性质和衍生结构两个方面探讨了有机化合物结构与其观察到的物理化学、生物和药物性质之间的联系。在构建和使用预测(=拟合)函数时,将输入统计信息。这些方法在研究定量结构-性能关系中发挥了作用,分子描述符负责对分子结构信息进行必要的粗化。质谱学作为一个重要的来源,可以导出最符合实验数据的结构公式。最后,在MOLGEN软件的帮助下,完成了基于质谱的计算机辅助结构解析的几个案例研究。
这本书是一个里程碑,因为它以兴趣为中心,展示了一个项目的结果,并在过去几十年中不断追求,从理论基础开始,一直延伸到现实世界中的应用。还应该提到的是,数学并没有被过分强调,这是一个为非数学家提供便利的特性。

MSC公司:

92-01 与生物学有关的介绍性说明(教科书、辅导论文等)
92E10型 分子结构(图论方法、微分拓扑方法等)
00A06号 非数学工作者的数学(工程、社会科学等)
05C90年 图论的应用
05C30号 图论中的枚举

软件:

MOLGEN公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部