NMR Predictor 原理及应用:两种核心算法与六个实战示例
导读:核磁谱图预测的本质,是用算法把「分子结构」翻译成「可观测的谱图」,再与实验谱比对以确认结构。NMR Predictor 以 HOSE Code 与神经网络(Neural Network)两种算法为核心,并支持增量法(Incremental),依托庞大的内置训练数据库,可在数秒内完成预测,还能用自有实验数据持续训练。本文先讲清算法与数据库,再以六个示例说明其日常应用价值。
导读:核磁谱图预测的本质,是用算法把「分子结构」翻译成「可观测的谱图」,再与实验谱比对以确认结构。NMR Predictor 以 HOSE Code 与神经网络(Neural Network)两种算法为核心,并支持增量法(Incremental),依托庞大的内置训练数据库,可在数秒内完成预测,还能用自有实验数据持续训练。本文先讲清算法与数据库,再以六个示例说明其日常应用价值。
NMR Predictor 提供两类核心算法,适用场景各有侧重:
经验性建议:单个结构预测优先使用 HOSE Code 算法(精度更高);大量结构批量预测推荐使用 Neural Network 算法(速度更快)。
庞大且经过严格验证的内置训练数据库,是保证预测准确性的基础。HOSE Code 算法还可以用 in-house(自有)数据补充训练,进一步提高对特定化合物类型的预测精度。软件所访问的数据库积累了 26 年来的预测数据,包含:
化学家发现一个紫罗兰酮的甲氧基化合物衍生物,四个 –OH 位点均可形成甲氧基化,因而有四种可能产物。思路是:采集目标物的碳谱,用 NMR Predictor 预测四个可能产物的碳谱,再与实验碳谱比对。
某合成化合物含有较多 CH₂ 片段,且氢谱化学位移彼此接近,高场区氢的辨认可能存在困难。在 Predictor 中预测该化合物的氢谱(预测谱已带归属结果),再与实验谱比对,即可参考预测归属解析实际谱图。
一个典型 Suzuki 反应中,起始物料存在两个 Br,有两个反应位点,可能生成两个产物 A、B。两者虽可用二维谱区分,但二维实验耗时长、需解析。能否从氢谱化学位移上快速区分?氢谱采集约 5 分钟,而二维实验以小时计。
反应原料结构虽简单,读懂其谱图仍可能有困难。用 Predictor 预测谱与实验谱比对,可帮助合成化学家快速、准确地确认原料结构正确与否。
高通量实验室每天合成大量化合物,递交时需基本确认结构正确。对每个化合物都做二维实验确证不现实。可考虑用氢谱快速确认——预测氢谱与实验氢谱谱峰位置基本符合理论位置,即可基本确认结构。
注意:软件在预测谱图时不预测氘代试剂的谱峰。
含 F、P 的化合物谱图通常较常规化合物复杂:F、P 与相邻氢和碳的耦合会使谱峰分裂。ACD Predictor 可很好地预测含 F、P 化合物谱图,降低解析难度。
凯美科提示:凯美科为医药、化工、食品等领域用户提供 ACD/Labs 全线产品的方案咨询、演示与技术服务。如希望就您实际样品体验 NMR Predictors 的预测与结构确认能力,欢迎联系我们安排数据演示。