第1章 化学信息学概述
化学信息学
化学信息学化学信息学是一门结合了化学和信息学的学科，它致力于利用计算机和信息技术解决化学领域的问题。
化学信息学的发展源于化学领域应用计算机和信息技术的需求，随着信息技术的快速发展，化学信息学逐渐成为一个独立的学科领域。
化学信息学的概念化学信息学可以理解为将信息学技术应用于化学领域的学科。
它包括了化学数据管理、化合物结构搜索、化合物特性预测、化学数据库开发等内容。
通过化学信息学，化学家可以更好地管理、分析和利用化学信息，加快化学研究的进展。
化学信息学的应用化学数据管理化学信息学可以帮助化学家管理海量的化学数据，包括文献数据、实验数据、结构数据等。
通过建立数据库系统和开发相应的软件工具，化学家可以方便地检索和分析这些数据，从中获取有用信息。
化合物结构搜索在有机化学合成过程中，确定化合物的结构是至关重要的。
化学信息学可以通过计算化学方法和分子描述符等技术，帮助化学家快速准确地识别未知化合物的结构，节省实验时间和成本。
化合物特性预测化学信息学还可以应用于预测化合物的性质，如溶解度、毒性、活性等。
通过建立定量构效关系模型和机器学习算法，化学家可以在化合物合成前预测其在特定条件下的性质，指导后续实验研究。
化学数据库开发化学信息学领域还涉及开发化学数据库，包括结构数据库、反应数据库、性质数据库等。
这些数据库对于化学家的研究生产具有重要意义，可以提供可靠的参考数据和信息资源。
化学信息学的发展趋势随着信息技术的不断发展，化学信息学领域也在不断拓展。
未来，化学信息学有望应用于高通量实验数据处理、材料设计与发现、药物研究和疾病治疗等领域，为化学研究提供更多可能性和机遇。
综上所述，化学信息学作为化学与信息学的交叉学科，具有广阔的应用前景和深远的发展意义。
通过化学信息学的研究和应用，我们有望更好地理解和利用化学世界，推动化学领域的创新和进步。
化学信息检索第1章化学信息及网络基础知识
是指通过二次文献，选用一次文献内容而编写出来的成果。如专题评述、动态综述、进 展报告、数据手册、百科全书等。三次文献一般附有大量参考文献，也是查找一次文献 的重要途径。
二、按出版形式分类
科技图书 Books
期刊 Periodical
会议文献 Proceedings
标准文献 Standards 10种 科 技
界的各个单位与个人联系在一起，把学习者、教育者、研究人员联 系在一起，共享各种信息资源，被称为信息高速公路。
Internet信息资源极其丰富，随着图书情报、出版界进入网络化、
电子图书馆虚拟化的时代，化学信息的数量日趋增加，形式也呈现 多样化。 Internet上的化学资源具有数量大，更新快等特点，通过 Internet检索各类化学资源已经成为一种十分重要的手段。
Internet极大地影响着化学信息的检索与交流。在线文献检索、
在线数据库检索、在线交流、远程学习和远程计算都已经成为现实。 因此，在信息时代，对化学文献、化学数据仅仅以传统的方式处理 和传递不再适应实际的需要了，必须学习运用计算机处理化学信息， 通过互联网传递化学信息。 但是，网络化学资源发展并不完善，有些信息源费用较高。因此， 不能忽视传统的化学信息资源与检索方法。
即原始文献，凡是以作者本人的研究成果为依据写作的，未经情报加工的论文称为一次 文献。一般的期刊论文、研究报告、学位论文、会议资料及专利说明书都是一次文献。 一次文献是文献的主体，是最基本的情报源，是文献检索最终查找的对象。
即所谓检索工具，是指将一次文献，即分散的、无组织的、原始资料经过加工整理，介 绍文献特征，摘取内容要点，成为系统的文献，以便读者查找与利用，如书目、索引、 文摘等。可以作为一次文献的线索。
化学信息学
化学信息学总结1.1.化学信息学的定义、起源和基本内容化学信息学是近几年发展起来的一个新的化学分支，它利用计算机技术和计算机网络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、模拟和传播，以实现化学信息的提取、转化与共享，揭示化学信息的实质与内在联系，促进化学学科的知识创新。
“化学信息学”的诞生离不开计算机科学和Internet的发展，随着计算机科学的发展，化学物质结构的记录与检索需要建立独特的记录与处理系统，同时，计算机在化学研究中的应用也越来越多。
因此，诞生了“计算机化学”。
随着Internert 的发展，诞生了化学信息学。
化学信息的基本内容包括两部分：化学物质的化学信息和媒体形式的化学信息。
其中化学物质的化学信息由化学物质的结构信息、测量结果、化学物质间的化学反应、相互作用与相互识别等组成，媒体形式的化学信息包括图书、杂志、音像资料等。
1.2. MATLAB语言Matlab语言是高效率的科学工程计算语言，是“演算纸式的”科学工程算法语言。
它是Mathwork于1967年推出的“Matrix Laboratory”软件包，并不断更新和扩充。
MATLAB语言具有编程效率高、用户使用方便、扩充能力强、语句简单、内涵丰富、高效方便的矩阵和数组运算、方便的绘图功能、容易掌握等特点。
1.3交实验设计方法1.3.1正交实验设计正交试验法是指用正交表安排多因素试验与分析试验结果的方法，它具有均衡分散性和整齐可比性，这两种特性在数学上称为正交性，故利用这些特性的试验设计方法，就称为正交试验法。
正交试验法的特点有：（1）. 试验点的分布是均衡的。
均衡分散性是用正交表安排试验的最重要的特点之一。
（2）. 各因素水平出现的次数相同。
因素各水平在试验中变化有规律，试验结果用平均值就能方便地进行比较，这种特性称为整齐可比性。
选择正交表的原则：（1）.能容纳所研究的因素数和水平数。
（2）.选用试验次数最少的正交表。
1.3.2均匀实验设计方法不考虑整齐可比，而让试验点在试验范围内充分均衡分散，则可以从全面试验中挑选更少的试验点作为代表进行试验，而仍能得到反映分析体系主要特征的试验结果。
化学信息学
化学信息学化学信息学化学信息学是一门将化学与信息学相结合的学科，旨在运用信息技术、数学与化学等知识，对化学领域中的数据进行分析和处理，以便更有效地设计新化合物、发现新药物、解决环境问题以及改进生产过程等。
化学信息学已经成为了当今各个领域中必不可少的应用学科之一。
化学信息学的发展历程自20世纪60年代开始，化学信息学就发展成为了一门学科。
最初，化学信息学主要运用电子计算机来辅助化学实验室中实验数据的处理，将化学数据转换成可输入计算机的数值数据。
随着计算机技术的不断革新，在20世纪80年代，化学信息学的应用变得更加广泛，并扩展到了分子结构预测、分子模拟、反应机制推断、新物质设计和发现、分子杂交与虚拟筛选以及生物大分子结构与功能等更多的领域。
化学信息学的应用领域1.新物质发现与设计传统的新物质发现通常采用的是试错法，费时费力且成功率低，而化学信息学提供了更加便捷和高效的方法。
化学信息学通过分析分子之间的结构与性质，并使用计算机技术对这些数据进行建模和预测，为合成新化合物提供了便捷的思路。
在这种方法的帮助下，化学家们可以快速生成可行的化合物，使新物质的发现和设计变得更加容易、快速和经济。
2.分子设计和模拟化学信息学还可以用来模拟、设计和预测分子的行为。
在分子设计中，化学家们使用计算机模型来设计一种分子，这种分子具有特定的理化性质和功能，并在实验中进行测试。
在分子模拟中，化学家们可以使用计算机模拟分子的动态过程，以便更加全面地理解自然界和人工合成分子的构造、性质和行为。
3.化学反应机制预测化学反应机制对于化学合成尤其重要。
化学家们可以通过化学信息学模拟计算机模型来预测反应机制，并在实验中进行验证。
这种方法为化学家们研究反应机制以及合成新化合物提供了更加全面的思路和解决方案。
4.毒性、环境和药物筛选化学信息学不仅在研究和分析给定化学物质的性质和构造方面非常有用，还可以进行更广泛的毒性、环境和药物筛选。
对于有害化学物质，化学信息学可以帮助化学家们评估一些重要的环境和健康问题，并为制定相关政策提供更加全面的信息支持。
化学信息学简介
化学信息学简介化学信息学是一门新兴的交叉学科，它结合了化学、计算机科学、信息科学和数学等领域的知识，旨在通过计算机技术和信息技术手段来处理、分析和解释化学数据。
化学信息学的主要目标是从大量的化学数据中提取有价值的信息，以便于化学家和研究人员更好地理解和应用化学知识。
化学信息学的研究内容包括化学数据的收集、存储、管理和分析。
化学数据通常以化学结构、化学性质、化学反应等不同形式存在。
化学信息学家利用计算机程序和算法来处理这些数据，从而实现化学信息的检索、比较、分类和预测等功能。
化学信息学在化学研究中发挥着重要的作用。
化学信息学可以帮助化学家快速检索和分析大量的化学文献，从而获取最新的研究成果和实验数据。
化学信息学可以帮助化学家预测化学反应的产物和性质，从而节省实验时间和成本。
化学信息学还可以帮助化学家发现新的化学结构和反应机制，推动化学研究的进展。
化学信息学的发展离不开计算机技术的进步。
随着计算机硬件和软件的不断升级，化学信息学家可以利用更强大的计算能力和更先进的算法来处理和分析化学数据。
互联网和云计算的普及也为化学信息学的发展提供了新的机遇。
化学信息学家可以利用云计算平台来存储和管理大量的化学数据，并通过网络进行远程计算和数据分析。
化学信息学是一门具有广泛应用前景的学科。
它不仅在化学研究领域中发挥着重要作用，还可以应用于药物设计、材料科学、环境科学知识，推动科学技术的进步和社会的发展。
化学信息学简介化学信息学是一门新兴的交叉学科，它结合了化学、计算机科学、信息科学和数学等领域的知识，旨在通过计算机技术和信息技术手段来处理、分析和解释化学数据。
化学信息学的主要目标是从大量的化学数据中提取有价值的信息，以便于化学家和研究人员更好地理解和应用化学知识。
化学信息学的研究内容包括化学数据的收集、存储、管理和分析。
化学数据通常以化学结构、化学性质、化学反应等不同形式存在。
化学信息学家利用计算机程序和算法来处理这些数据，从而实现化学信息的检索、比较、分类和预测等功能。
化学信息学
化学信息学及科技论文写作（一）、本课程考核方式为：开卷、考查。
（二）、成绩评定方式：第一章化学信息学概论1.1 产生的背景（P1）1.2 化学信息学的定义（P2）化学信息学是信息科学与化学的交叉学科利用数学、统计学与计算机科学的理论、方法和网络技术作为手段，研究化学信息的获取、表示、管理、传播、分析、加工和应用，在此基础上进行知识创新，促进化学学科的发展。
1.3 化学信息学的内容化学信息的产生和获取利用检索工具/通过实验方法/化学信息的表达、存储和管理、数据整理可视化、数据库管理技术化学信息的加工和处理化学计量学、化学软件、目的是获取更多的信息、化学信息的深化、计算机模拟设计... ...1.4 本课程学习内容化学文献的获取（文献检索）图书, 工具书, 期刊, CA检索, 专利检索, 网上数据库等熟悉化学软件及使用方法ChemDraw ；Origin科技论文写作基础知识1.5 本课程的意义作用（p3-4）启迪创新、拓宽视野、培养能力、提高素质第二章文献基础知识及网络资源2.1文献的概念文献：记录有知识的的一切物质载体----1983年颁布的国家标准《文献著录总则》2.2 文献的分类按载体：印刷型（期刊、报纸）缩微型（胶卷）光盘型（vcd dvd）按加工深度（原始性）：一次文献专利；期刊论文二次文献化学文摘专著综述三次文献教科书按性质：期刊论文（主要查阅对象）会议论文、学位论文专利（创新性强）文摘和索引（检索工具）词典专著手册百科全书（图书）标准及其他期刊Periodical或Journal特点：名称固定有连续的卷、年月顺序号出版周期短，报道速度快; 数量大，内容丰富;从期刊获取的文献占60%-70%专利文献patent document是一切与专利制度有关的专利文件的统称。
如专利申请书和专利说明书（主要）。
反映了当前最新的技术成果。
具新颖性，属于一次文献。
90%以上的创新都会申请专利文摘（abstract）美国化学文摘（chemical abstract）世界收录化学文献最广的杂志、查阅文献的重要工具会议论文conference paper是指在各种学术会议上发表的论文（通称为proceedings)。
化学信息学
化学信息学是化学领域中近几年发展起来的一个新的分支，是建立在多学科基础上的交叉学科，利用计算机技术和计算机网络技术，对化学信息进行表示，管理，分析，模拟和传播，以实现化学信息的提取，转化与共享，揭示化学信息的实质与内在联系，促进化学学科的知识创新。
基本简介化学信息学是一门应用信息学方法来解决化学问题的学科。
20世纪中后期，伴随着计算机技术的发展，化学家开始意识到，多年来所积累的大量信息，只有通过计算机技术才能让科学界容易获得和处理，换言之，这些信息必须通过数据库的形式存在，才能为科学界所用。
这一新领域出现以后，没有一个恰当的名称。
活跃在这个领域的化学家总是说他们在“化学信息”领域工作。
然而，因为这一名称难以将处理化学文献的工作和发展计算机方法来处理化学信息的研究分别开来。
所以，一些化学家就称之为“计算机化学”，以强调采用计算机技术来处理化学信息工作的重要性。
但是，这个名称容易与理论化学计算，即“计算化学”混淆。
1973年，由NATO高级研究所夏季学校在荷兰Noordwijkerhout举办的一次研讨班，首次将在在不同化学领域工作，但都是采用计算机方法处理化学信息，或是用计算机技术从化学数据中获取知识的科学家集中在一起。
这次研讨班的名称就定为“化学信息学的计算机表征与处理”。
参加这次会议的科学家主要从事化学结构数据库，计算机辅助有机合成设计，光谱信息分析和化学计量学等方面的研究，或者开发分子模拟软件。
研讨班期间，这些化学家意识到，一个新的研究领域已经形成，而且，它隐含在化学各分支之间。
从那之后，应用于解决化学问题的计算机科学和信息学方法悄然进入了化学的各个领域。
而“化学信息学”这一名词的出现还是最近的事情。
以下是几个最早的定义：“应用信息技术和信息处理方法已成为药物发现过程中的一个很重要的部分。
化学信息学实际上是一种信息源的混合体。
它可将数据转换为信息，再由信息转换为知识，从而使我们在药物先导化合物的识别和组织过程的决策变得更有效。
化学信息学与计算化学方法
化学信息学与计算化学方法化学信息学是一门将计算机科学与化学相结合的学科，旨在利用计算机技术处理化学信息和分析化学数据。
计算化学方法则是在化学研究中应用计算机所开发的一系列数值模拟和计算工具。
本文将介绍化学信息学的基本概念和计算化学方法的应用。
一、化学信息学概述化学信息学（Chemoinformatics）是利用计算机和信息学方法来研究和解决化学问题的学科。
它涉及化学信息的获取、存储、检索和分析，以及设计新药物、预测物质性质等领域的研究。
化学信息学的核心任务是建立化学数据库和开发化学信息处理工具。
二、化学信息的获取与存储1. 化学数据库的构建化学数据库是化学信息学研究的重要组成部分，其中包括了化合物的结构、性质、活性等信息。
化学数据库的建立可以通过实验技术、文献挖掘和计算预测等途径获取化学信息，并将其进行整理和存储以便后续的分析和应用。
2. 化学信息的编码为了更好地处理和分析化学信息，化学信息学采用了一系列化学信息编码体系，如化学结构编码体系（例如SMILES、InChI等）和化学性质编码体系（例如化学描述符）。
这些编码体系可以将化学信息转化为计算机可处理的数据形式。
三、化学信息的检索与分析1. 化学信息的检索化学信息的检索是根据特定的查询条件来寻找和筛选化学相关的信息。
在化学数据库中，可以通过关键字、化学结构的相似性或化学性质的匹配等方式进行信息检索。
这些检索工具可以帮助化学研究人员快速准确地找到所需的化学信息。
2. 化学信息的分析化学信息的分析是利用统计学和机器学习等方法对大量的化学数据进行处理和分析，以揭示其中的规律和模式。
例如，可以通过统计分析药物分子的结构与活性之间的关系，从而指导新药的设计和优化。
四、计算化学方法的应用计算化学方法是通过数值模拟和计算手段研究和预测化学现象和材料性质的方法。
以下列举几个计算化学方法的应用领域：1. 分子模拟分子模拟是利用计算机模拟分子的结构和动力学行为。
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1.2.2 绘制结构和辅助设计
化学信息普遍存在于化学和计算机的结合之中，几乎每一 个化学家都是一个绘制结构者，都会使用到化学绘图软件 （如ChemDraw、IsisDraw等）去绘制一个分子的二维或三 维结构。
1.1 化学信息学的产生与发展
随着以计算机与网络为标识的现代信息技术的迅速发展，
化学信息的数量日趋增加，形式也呈现多样化。
化学信息的收集、处理、管理和利用，必不可少地要借
助具有高效和共享性的计算机和网络。
由此，化学、化工与信息科学、计算机科学交叉的新兴 学科－－化学信息学应运而生。
1.1 化学信息学的产生与发展
不止于此，科学家们努力尝试去实现用计算机预测化学反 应的进行，模拟化学反应的发生，来合成一个设计好的目 标化合物。
德国Gasteiger的化学信息研究小组，已经有这样一个名叫 ERDS(Elaboration of Reactions for Organic Synthesis)的系 统，该系统能够进行反应结果的预测，或提供采用何种反 应物的建议。
第1章 化学信息学概述
化学化工学院
《化学信息学》教研组
2016.08
第十三届北京分析测试学术报告会及展览会
The 13th Beijing Conference and Exhibition on Instrumental Analysis
第1章 化学信息学概述
目
1.1
化学信息学的产生与发展 化学信息学的应用
新学科”。
J. Gasteiger给出通用的定义：“化学信息学是应用信息学
方法解决化学问题的学科”。
1.2 化学信息学的应用
化学信息学主要涵盖了化学信息的获取、化学信息的表 达以及化学信息的处理三个方面的内容。
化学信息学应用广泛，主要体现在以下几个方面： 1）数据库的开发和利用 2）绘制结构和辅助设计 3）研究构效关系
1.2.1 数据库的开发和利用
化学数据库的开发、维护和更新是化学信息学的重要领
域。目前，化学文献、化学结构及相关信息主要被存放 在化学数据库里。
如Beilstein数据库是世界上最大的关于有机化学事实的
数据库，其中存放了九百多万个有机化合物的信息；美
国化学文摘CA的Scifinder Web版是世界上收录化学化工
考核方式
平时成绩（课堂表现+作业情况） 期末考试成绩
参考教材
约翰▪加斯泰格尔, 托马斯▪恩格尔 编著. 梁逸曾, 徐 峻, 姚建 华 等译. 化学信息学教程. 北京: 化学工业出版社, 2005. 01. 李梦龙, 文志宁, 熊 庆. 化学信息学. 北京: 化学工业出版社,
2011. 06.
化学信息学
化学化工学院
《化学信息学》教研组
2016.08
教学要求与考核方式
教学要求
化学信息学是培养学生的信息意识，掌握利用现代计算机及计算
机网络技术对化学信息进行获取、表达及处理的一门科学方法课。 了解化学信息学的概念、文献信息的基本知识 掌握常用中、英文化学化工数据库的使用方法 初步学会如何利用化学软件进行化学结构表达和利用化学计量学方 法进行数据分析 培养独立获取知识、独立进行研究的能力与素质
化学信息学
（cheminformatics, chemoinformatics, chemical informatics） 1987年，诺贝尔化学奖获得者、法国化学家J. M. Lehn在获奖报告中 首次提出化学信息学的概念。
1998年，K. Brown提出：“化学信息学是将数据转化为信息和信息
大多数情况下受体结构是未知的，3D-QSAR则可以根据激动剂或（ 和）拮抗剂的构效关系及计算机图形显示的化合物优势构象，推测受 体的结构，然后进行药物设计，可以起到“量体裁衣”的作用。
学习要求
掌握化学信息学的基本概念
了解化学信息学的发展过程及应用
提升为知识的总称，其目的是在药物先导化合物的辨认及优化领域 做出快速决定”。
G. Paris提出一般性的定义：“化学信息学是一个一般的术语，它包 括化学信息的设计、建立、组织、管理、检索、分析、判别、可视
化及使用”。
1.1 化学信息学的产生与发展
缪强认为：“化学信息学涉及化学、化工信息的获取、管理、处理与控 制、计算推演与模拟和图形表示的技术与方法”。
邵学广等提出：“化学信息学是近年来发展起来的一个新的化学分支， 它利用计算机和计算机网络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、 模拟和传播，实现化学信息的提取、转化与共享，揭示化学信息的内在 实质与内在联系，促进化学学科的知识创新”。
1.1 化学信息学的产生与发展
英国Sheffield大学的表述：“化学信息学是创建、检索、 组织、分发和处理数据库中的化学信息的一个令人激动的
1.2
录
1.1 化学信息学的产生与发展
信息(information)：客观世界各种事物特征和变化
的反映，以及经过人们大脑加工后的再现。信号、消息、 报道、通知、报告、情报、知识、见闻、资料、文献、 指令均是信息的具体表现形式。
化学(chemistry)是一门古老的学科。在很长的发展历
史中，积累了大量的实验事实、数据与文献信息。
1.2.3 构效关系研究
QSAR(quantitative structure-activity relationship)定量构效关系方法
尝试通过对一系列结构相似的药物分子进行分析，找出分子性质参数
与生物活性之间的关系，并以此为依据来预测具有药效的新型分子的
结构与性质。
目前三维的3D-QSAR实际上是QSAR与计算机分子图形学相结合的 依据方法，是研究药物与受体间的相互作用，推测受体的图像及进行 药物设计的有力工具。
教学内容
第1章 化学信息学概述 第2章 文献信息导论 第3章 图书及其检索 第4章 期刊及其检索 第5章 专利及其检索 第6章 其他文献及其检索 第7章 美国化学文摘及工程索引 第8章 化学综合数据库及其检索 第9章 信息搜索引擎 第10章 化学软件 第11章 信息处理与数据挖掘 第12章 科技论文写作