Аналитическая химия на основе банков спектральных данных

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Устные доклады » Секция 7. Метрология и стандартизация методик анализа, базы данных » ...

Аналитическая химия на основе банков спектральных данных

Лебедев К.С.

Новомосковский институт РХТУ им. Д.И.Менделеева, 301665 г. Новомосковск
Тульской обл., ул. Дружбы 8, E-mail: analitikanovomoskovsk.ru

Рассматривается общий подход к решению одной из наиболее массовых задач аналитической практики – качественный анализ органических соединений по спектральным данным. Он основан на использовании банков данных типа «структура соединения – спектр» и предусматривает выполнение следующих основных операций:

поиск в банке данных соединений, спектры которых наиболее близки предъявленным;

анализ результатов поиска с целью идентификации ранее описанных соединений и получения сведений о строении соединений, спектры которых отсутствуют в банках данных (молекулярная масса, элементный состав, структурные фрагменты);

генерирование на основе выявленной информации структурных гипотез и их ранжирование с целью выбора наиболее вероятных для изучаемого соединения;

проверка структурных гипотез на соответствие предъявленным спектрам.

Каждая из этих операций включает собственный набор программных средств, позволяющих решать аналитические задачи, как по отдельным видам спектров (масс-, ИК, ¹Н и ¹³С ЯМР), так и по некоторым их комбинациям.

Структурная задача решается «шаг за шагом» путем уточнения, дополнения и расширения сведений о строении изучаемого соединения, начиная от определения молекулярной массы и кончая получением списка наиболее вероятных структурных формул. На каждом этапе формируются ранжированные списки решений, среди которых с высокой степенью вероятности (как правило, более 95%) находятся правильные ответы.

Эффективность подхода и реализованных на его основе компьютерных методов демонстрируется на примерах решения задач идентификации ранее описанных соединений, определения молекулярной формулы, функциональных групп, крупных фрагментов и полной структурной формулы неизвестного соединения с использованием различных видов спектров (масс-, ИК, ¹Н и ¹³С ЯМР).