分子设计原理精要.pdf

分子设计原理精要 （试用本） 杨新玲、路慧哲、开振鹏 中国农业大学 应用化学系 二零零五年十月 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 前言 理论分析、实验测定以及模拟计算已经成为现代科学研究的三种主要方法。20 世纪90 年代以来，由于计算机科学和技术的飞速发展，模拟计算的地位日渐突出。在新药以及新材 料的研究和开发中，采用分子模拟技术，从分子的微观性质推算、预测药品及材料的各种介 观、宏观性质，已成为新兴学术的发展方向。 化学家的主要 务是合成和创造出具有理想性能的化合物。社会大都对只具有美丽的化 学结构的化合物不感兴趣，其主要关注于这些结构具有何种有用性质。化学工业只能销售化 合物的性质。但是，人们却只有通过改变化合物的结构才能达到改变性质的目的。这样，化 学研究的一个最基本的任务就是对结构于性能的关系进行推导。目前，人们大多倾向于采用 计算机进行此项研究 例如QSAR 、QSPR）。因此，就需要将各类结构的信息计算机化；这 即是分子模拟的强项；同时分子模拟还可以帮助我们了解更多的结构的、化学反应的信息， 使我们对化学有一个更深、更清晰的认识。例如，通过计算我们可以了解反应的历程，过渡 态的信息等，这些在通常的化学实验中是不容易 到的。 在介绍本书之前，我想应该使大家对分子模拟的概念有一个较为清楚的认识。分子模拟 是研究各种分子生成，描绘和操作各种分子结构及其化学反应，以及研究各种源于分子三维 结构的性质的一门技术。 Molecular modeling is a technique for deriving, representing and manipulating the structures and reactions of molecules, and those properties that are dependent on these three dimensional structure. ）另外，讲到模拟就不 不讲模型。盖大楼之前要做模型， 造飞机要做模型，就连玩具在投产之前也要做模型。但是本书讲的模型和前三者不一样，它 不能理解为用木头、塑料或纸张做成的实物模型；也不是计算机模拟出来的图形；而是描述 2 2 分子、原子、电子等运动的数学表达式，它是 “活”的。它也不像x=3, x +y = 10 那么简单， 是很复杂的，比如量子力学基本的薛定锷方程。 本书简要叙述了分子模拟以及药物设计相关的基础理论问题。本书论及的是一个交叉学 科领域，涉及的基础知识比较多。这些内容不可能在本书中一一介绍，感兴趣的读者请阅读 其他相关文献。本书第一章由路慧哲老师执笔，其余部分由开振鹏同学完成，全书由杨新玲 教授定稿。另外陈 同学参与了本书的编辑工作。 我在中国农业大学读书的六年多来，杨新玲教授、凌云副教授、陈馥衡先生以及农大的 很多老师给了我很大的指导和帮助，在此向他们表示衷心地感谢。我在大三时有幸聆听了清 华大学张复实教授的结构化学，他为我打开了神奇的结构世界的大门，让我在以后的岁月里 能够投身分子模拟以及分子设计的研究。我还要感谢中科院研究生院的颜达予先生和中科院