RDKit|在化学反应中对原子进行保护

文章目录

• 1.rxn文件创建反应
• 2.保护目标原子

在化学反应中保护原子

本文是化学反应的进阶操作，关于使用rdkit进行化学反应的操作可以参考这篇文章。有时在使用rxn文件时，很难准确表达或全面考虑到每个细节，导致不需要的原子发生反应，并产生副产物。而rdkit也提供了保护原子的操作，避免不需要的原子参与到反应中。还是以形成酰胺键为例。

1.rxn文件创建反应

• 通过rxn文件创建一个反应模式：ReactionFromRxnFile()
• 检查一下该反应：ReactionToImage()

>>> import os
>>> from rdkit import Chem
>>> from rdkit.Chem import AllChem as Chem
>>> from rdkit import RDConfig
>>> rxn_file = os.path.join(RDConfig.RDDocsDir, 'Book\data\AmideBond.rxn')
>>> rxn = Chem.ReactionFromRxnFile(rxn_file)
>>> Chem.Draw.ReactionToImage(rxn, subImgSize=(300, 100))

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在这个反应中，氮原子只要连有氢原子，就可以发生反应。当使用一个已经含有酰胺键的化合物作为反应物时，同样也可以发生反应。

• 设置反应物acid和base
• 按照模式进行反应：rxn.RunReactants()
• 对反应物进行核对：SanitizeMol()

>>> acid = Chem.MolFromSmiles('CC(=O)O')
>>> base = Chem.MolFromSmiles('CC(=O)NCCN')
>>> ps = rxn.RunReactants((acid,base))
>>> [Chem.SanitizeMol(x[0]) for x in ps]
>>> Chem.Draw.MolsToGridImage([x[0] for x in ps], molsPerRow=2, subImgSize=(300, 300))

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2.保护目标原子

如果不想让酰胺氮原子发生反应，可以将它保护起来

• 将要保护的基团转成SMARTS，记录在amidep中
• 在反应物中查找所有符合amidep的子结构
• 遍历每个符合的子结构，设置属性，键为"_protected"，值随意

>>> amidep = Chem.MolFromSmarts('[N;$(NC=[O,S])]')
>>> for match in base.GetSubstructMatches(amidep):
>>>     base.GetAtomWithIdx(match[0]).SetProp('_protected', '1')

• 再进行反应，被保护的基团就不会发生反应了

>>> ps = rxn.RunReactants((acid,base))
>>> print(len(ps))
>>> Chem.MolToSmiles(ps[0][0])
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'CC(=O)NCCNC(C)=O'

本文参考自rdkit官方文档。
代码及源文件在这里。