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计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

计算机辅助结构解析(Computer-Assisted Structure Elucidation,CASE)的概念早在20世纪60年代就被提出,由于后来二维核磁技术的发展,CASE技术于20世纪90年代才逐渐得到了人们的真正关注。实践表明,基于现代的CASE技术不仅可大大提高结构解析效率,并且有效避免人为主观性的判断错误。ACD/Structure Elucidator软件作为CASE技术应用的佼佼者,经过20多年的技术打磨及功能完善,已经为全球不同领域的用户解决了超过1000多个复杂化合物结构解析的难题,并且接近有100篇文献报道了该软件技术的应用,ACD/Structure Elucidator已然成为结构解析软件的行业标杆!
以下我们回顾一下ACD/Structure Elucidator软件的发展历程,其中列举了一些重要事件以及该软件的主要功能更新点:
1968年

Mikhail Elyashberg提出了计算机辅助结构解析(Computer-Assisted Structure Elucidation,CASE)的概念!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:Elyashberg et al., J. Applied Spectroscopy. 1968, 8, 296-301

1994年

ACD/Labs公司在加拿大多伦多正式成立。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
1998年

计算机辅助结构解析软件ACD/Structure Elucidator(以下简称SE)正式发布!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

SE软件最初是基于1D NMR和IR光谱、一个包含40万个化合物结构片段的数据库以及谱图-结构相关联的过滤系统进行辅助结构解析的。

1999年

结构中含有不常见原子的结构?没问题!

SE软件对于没法通过传统方法生成的含有非常见结构,采用了独特的算法,构建结构片段进行结构生成。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:Elyashberg et al., Autom. Inf. Manage.1999, 34, 15-30.

2001年

接下来,2D NMR!

随着二维核磁谱图的普及应用,SE软件也可以基于二维核磁谱图的数据进行结构生成,这使得软件可以解析更复杂的分子结构。

这也是SE软件引入分子连接图(Molecular connectivity diagram,MCD)的时间。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2002年

准确度和精准度!

SE软件引入了2步评分机制:1.首先对生成的结构进行快速的碳谱化学位移预测、排序;2.对于排名靠前的结构,软件再基于HOSE算法进行碳谱预测及排序。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2005年

V9.0 基于NOESY/ROESY谱的算法开发

SE软件可在平面结构解析完成的基础上,基于NOESY/ROESY谱进行相对构型的确定。

2007年

V11.0 “模糊”结构(Fuzzy Structure)

SE软件内置了“模糊”结构生成算法,可允许在2D NMR数据中存在未知长度、未知数量的非标准相关情况下,得到正确的答案。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:J. Chem. Inf. Model. 2007, 47, 1053-1066

2008年

ACD/Structure Elucidator软件被评为最先进的计算机辅助结构解析专家软件工具,它不仅包含了其他产品的所有特性,并且具有更先进的功能。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:Elyashberg et al., Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2008, 53, 1-104

2009年

SE软件首次基于2D NMR数据成功解析了对称的大分子结构!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:Elyashberg et al., J. Inf. Cheminform. 2009, 1:3

2010年

Mikhail Elyashberg等在《Natural Product Reports》发表综述文章,介绍了应用SE软件的CASE算法对一些天然产物进行结构修正的案例。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程

文献来源:Elyashberg et al., J. Inf. Cheminform. 2009, 1:3

2010年

M. Elyashberg &  A. Williams发布了专著《Contemporary  Computer-Assisted  Approaches to  Molecular Structure  Elucidation》,系统地介绍了计算机辅助结构解析的方法。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2014年

SE软件整合到ACD/Structure Elucidator Suite软件套件包(简称SES)中,并归到ACD/Spectrus平台。ACD/Structure Elucidator Suite软件包不仅包含了CASE从头解析算法,并且还整合了ACD/NMR Workbook模块的高效率谱图处理、分析功能,使核磁数据分析的工作效率大大提高!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2017年

快速结构排重!

SES软件不仅提供内置的40万化合物核磁数据库供用户检索,还引入了来自PubChem和ChemSpider数据库中的结构,形成了包含数千万结构的预测核磁谱图数据库供用户检索。通过碳谱检索、比对,用户可快速识别已知化合物结构。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2019年

立体异构的解析。

SE软件可通过NOESY/ROESY光谱从平面二维结构来确认立体异构体。

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2020年

SE软件可实时查看结构生成和打分排序的过程,让用户无需等待所有结构生成结束,即可发现最合理的结构。

新增了DP4指标对结构合理性进行判断!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
2021年

SE软件新增了使用残留偶极偶联(RDCs)测定分子构型的功能!

计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
计算机辅助结构解析软件 Structure Elucidator 的发展历程
随着CASE算法的不断完善和进步,计算机辅助结构解析软件ACD/Structure Elucidator软件使结构解析工作越来越高效、准确以及便捷,大大解放了人们在复杂结构解析过程中所耗费的时间和精力。以上,我们仅针对ACD/Structure Elucidator软件的主要功能更新点进行简介,如需了解该软件的更多信息,欢迎与我们联系。