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分类: 化学

什么是SMILE

Simplified molecular input line entry specification,简化分子线性输入规范。这应该是目前应用最广最为大家熟知的线性标记法了。下面详细介绍一下这个线性标记法的规则,更多细节请参看 这个网页

SMILE规则简介

原子

钠原子: [Na] 氯原子 [Cl] ,然后原子的同位素表示如下 [2H][13C]

离子

钠离子:[Na+] 氯离子: [Cl-] 铜离子: [Cu+2] 或者 [Cu++]也是可以的。

离子化合物

点符号 . 表示两个原子之间不成键,比如氯化钠 [Na+].[Cl-]

单质

氢气 [H][H] , 氧气 [O]=[O] ,氮气 [N]#[N] ,这里各个原子外面默认用单键连接,然后 = 表示双键, # 表示三键。

上面的氧气和氮气可以简写为 O=ON#N ,但是氢气不行。因为氢原子比较特殊,其是会自动加上的,这是符合我们日常有机化学各个结构式的表达风格,比如双氧水 表达为 OO 即可。关于如何加氢的规则我觉得就不用多说了,学过有机化学的应该是清楚的。这里值得一提的就是方括号里面是不自动加氢的,于是有[H]就是一个氢原子,而[OH2]就是两个氢原子,这是水分子。

有机化合物

接着上面的讨论,一些基本的有机化合物表达式大家应该能猜出了,比如:CCCC 就是丁烷, CCO 就是乙醇。分支的处理:一是整个有机化合物顺序链根据有机化学中学习的IUPAC命名法来;二是圆括号表示分支子基团() 。比如异丁烷表示为 CC(C)C ,新戊烷表示为 CC(C)(C)C ,醋酸表示为 CC(=O)O ,比如那个双键。

环的表示

比如环己烷 C1CCCCC1 ,其核心理念就是后面相同编号的原子连键。比如化合物萘:

img

其SMILES表达就是:

c1ccc2ccccc2c1

这其中涉及到萘的具体IUPAC编号问题,按照顺时针从右上那个1开始,然后到4之后跳到5,再678,然后中间那两个碳必须跳一下,这个知识就比较冷门了。这里数字1或2可以互换,是任意的。

这个例子还涉及到一个知识点,那就是有芳香性的原子(也就是苯环上的C,或者其他杂环原子ONS等等)都要小写。这样苯你应该知道怎么写了: c1ccccc1

立体化学

在双键的两端 /C=C/ 或者 \C=C\ 表示反(trans)双键, 然后 /C=C\ 或者 \C=C/ 表示顺(cis)。

手性我还不是很熟悉,暂时略过。

什么是isometric_smile

isomeric_smile 也就是人们说的 unique SMILE 唯一smile表示,因为其加上了对同位素和手性的表示。也正是因为这种唯一性,某些化学信息数据库以isometric_smile作为化学分子的唯一ID表示。

参考资料

  1. 维基百科SMILES
  2. open smiles 官方文档