学科介绍


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学科介绍

化学研究内容主要包括三大类：分子设计（Molecular Modeling）、合成设计（Synthesis Design）和结构确定（Structure Identification）。

化学信息学（Chemoinformatics）是一门利用信息学方法和技术解决化学问题的学科。它主要有三种方法：基于数据(Data-based，D)、基于逻辑(Logic-based，L)和基于原理(Principle-based，P)（图1）。基于数据：即建立多种数据库管理系统和数据库，利用收录的数据；这种方法适用于获取已报道的信息。基于逻辑：即采用归纳、推理和分类等数据分析方法，将数据库中的数据转化成知识，并对知识实施有效的管理，以便于知识得到广泛地应用；这种方法适用于大批量化合物的性质预测。基于原理：即采用理论计算方法，计算化合物的相关性质；这种方法通常适用于机理研究。

图1、化学信息学方法

这三类方法的合理组合使用，将对化学家开展相关的研究起到辅助作用，促进化学界的研究方法和工业界的生产方式不断革新。同时它与迅速崛起的高科技关系密切，是绿色化学和绿色化工的基础，是联系化学化工为国民经济可持续性发展服务的桥梁，是实现化学创新的有效方法之一（图2、3）。

图2、实验与化学信息学

图3、化学研究信息技术平台

使相关工作在计算机上实现或通过计算机模拟现实的技术称之为虚拟技术。为此，我们可以将化学信息学技术视作化学研究的虚拟技术。随着化学、计算机技术、化学信息学技术和网络技术的发展，化学的研究模式也将从传统的纯实验模式逐步向现代研究模式转化（图4）。

图4、现代化学研究模式

早在2003年，以色列化学家Arnon Shani 提出“化学无处不在”（Chemistry Is (Almost) Everywhere and In Everything）。化学信息学方法和技术是用于解决化学问题的学科，因此，它们对与化学相关的领域中的化学问题研究，同样有其特有的作用。

图5、化学信息学的应用领域

目前，化学信息学方法和技术已在制药、农药、材料、环保和中药研究领域显示出其促进这些领域发展的积极作用（图5）。随着化学信息学方法和技术的发展，它们将在更多的与化学相关领域的发展中，显示出其积极的促进作用。

(更新时间:2019-02-18 14:15:53)

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中国科学院上海有机化学研究所计算机化学研究小组

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