算法驱动的有机分子笼构建：莫氏化与图形模型

本文主要探讨了在施工过程中如何运用莫氏化和graphes算术算法进行有机分子笼的设计与构造。莫氏化，源自晶体学中的一个概念，通常用于描述矿物或分子的空间排列，而在本文中被扩展到分子结构的建模中。作者针对的是半分子3D结构，这种结构的特点在于其内部空间既不固定也不完全封闭，旨在设计能够包容并定位特定底物分子（靶分子）的笼状结构。 以往的研究着重于从对称结构出发生成复杂的有机笼，但往往缺乏对目标分子的精确考虑。为了实现这一目标，作者提出了通过引入一个中间结构，即靶底物的包膜延伸，来限定底物分子被捕获的空间形状。这个中间结构虽然不能等同于分子，但它遵循分子逻辑，每个顶点的构建都依赖于原子的性质和电子排斥原理，这通过VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）方法得以实现。VSEPR理论通过分析原子间的电子云分布预测原子的几何构型，从而确定非键合配位方向。 进一步地，作者定义了键合分子基序，这是一种包含小原子簇的概念，它们是构成分子笼的必要部分，负责确保分子笼能够与底物分子有效地互动并捕获底物。这个过程涉及到图形算法的应用，通过算法生成指导分子结构构建的步骤，使得整个设计过程更为系统和精确。 本文的关键点包括： 1. 莫氏化在分子结构设计中的应用，特别是在生成具有动态空间特性的有机分子笼。 2. VSEPR方法在确定分子结构中的关键位置和方向性的作用。 3. 使用图形算法设计键合分子基序，以适应特定底物的分子笼构建。 4. 中间结构的引入，作为连接理论与实际构造的桥梁，确保目标分子的精确捕获。 这篇文章提供了一种创新的方法论，将数学和化学理论相结合，为分子结构工程领域带来了新的设计可能性，尤其是在处理需要精确靶向功能的结构时。