AMS软件：确定化学反应中反应物和产物之间的最佳原子映射

功能简介

ReacMap的原子映射功能，是将反应物中的每个原子与产物中的原子一一对应，即回答：反应物中的每个原子最终在产物中的位置如何？ReactMap中的“最佳原子映射”，是指所需键变化（反应物中的键断裂和产物中的键形成）数量最少的映射方案。

例如上图，水解反应的最佳原子映射：（请注意，甲基组被映射为一个单元以降低图形复杂性），红色键表示反应物中所需的键断裂，绿色键表示产物中所需的键形成。2 个键形成，2 个键断裂，因此此映射的“成本”为 4。

用法

脚本中包含所有功能，然后一次性运行脚本，得到输出：AMSjobs 进入Python脚本所在文件夹 → Help → Command-line → 输入sh回车 → amspython *.py，其中*表示Python脚本的名字。例：下载此脚本解压后，如所说方式去运行。
通过交互的方式运行：AMSjobs（因为没有脚本，所以无所谓在什么文件夹） → Help → Command-line → 输入sh回车 → 输入amsipython回车，进入交互模式，以[1]作为行首，Python语句可以一行一行的输入执行，例如：

这种方式每输入一个命令就回车一次，行首的编号就增大1。实际上就是把方式1中的内容，一行一行的运行。脚本的理解如下：

In [1]加载AMS中ReacMap相关的库函数，这个每次打开交互方式的时候，都需要，关闭前，都可以不用再输入这个了
In [2]是否使用“启发式”功能，“启发式”是一个子模块，用启发式技术生成映射问题的上界和下界，详细介绍参考链接
In [3]用SMILES定义反应物，多种反应物之间用.隔开
In [4]用SMILES定义产物，多种反应物之间用.隔开
In [5]定义反应，即告诉程序，反应物是哪个变量定义的，产物是哪个变量定义的，反应的名字叫什么（这个可以随意定义）？
In [6]个命令是对该反应进行分析，信息存储在内存中暂不输出。有点这种报错信息，可以忽略掉
In [7]则是在屏幕打印“Mapping cost:”，后面跟reaction.cost，即前面说的“成本”
In [8]这三行是一个整体，因此敲完第一行之后，Ctrl Enter键换行继续输入，输入完毕后Enter键运行。功能是：先打印“Atom map”，然后逐个打印所有原子对应关系
In [9]换了一种打印格式，打印信息如下图所示：

这时候大家可能有个疑问，反应物分子中，每个编号对应什么原子？产物分子中，每个编号对应什么原子？那么我们可以接下来执行命令：

In [9]reaction.output_image(“example”)，运行完毕，命令行所处的文件夹内将生成两个svg文件：

可以用浏览器打开这两个文件，分别是反应物原子编号情况和产物原子编号情况。反应物：

产物：

更多灵活的使用、高级功能

1，一次性分析多个反应

import scm.reactmap as rm

# we'll keep a list of all reactions we want to map
# and then pass this list to rm.Map
reactions = []

reactant  = rm.Molecule(smiles="CCC[Br].[OH1-]")
product   = rm.Molecule(smiles="[Br-].CCCO")
reactions.append( rm.Reaction(reactant=reactant, product=product, name="SN2") )

reactant  = rm.Molecule(atoms=['H','O','O','H'], bonds=[(0,1),(1,2),(2,3)])
product   = rm.Molecule(atoms=['H','O','O','H'], bonds=[(0,1),(2,3)])
reactions.append( rm.Reaction(reactant = reactant, product = product, name = "homolytic cleavage") )

reactant  = rm.Molecule(smiles='C=C.[H][H]')
product   = rm.Molecule(smiles='CC')
reactions.append( rm.Reaction(reactant = reactant, product = product, name = "hydrogenation") )

rm.Map(reactions)
for r in reactions:
    print("Reaction {} had a cost of {}".format(r.name,r.cost))

这里定义了3个反应，然后分别打印三个反应的“成本”。

2，用户可以自定义哪些原子不参与反应

参考教程：https://www.scm.com/doc/reactmap/examples/active_atoms.html

3，定义哪些键是活性的

参考教程：https://www.scm.com/doc/reactmap/examples/active_bonds.html

4，各种变量的子变量

Molecule的子变量：https://www.scm.com/doc/reactmap/_generated/scm.reactmap.Molecule.html 例如：因为reactant = rm.Molecule(….)，所以reactant.atoms实际上就是rm.Molecule.atoms

Reaction的子变量：https://www.scm.com/doc/reactmap/_generated/scm.reactmap.Reaction.html

Settings的子变量：https://www.scm.com/doc/reactmap/_generated/scm.reactmap.Settings.html

RMLogger的子变量：https://www.scm.com/doc/reactmap/_generated/scm.reactmap.RMLogger.html

heuristics的子变量：https://www.scm.com/doc/reactmap/_generated/scm.reactmap.heuristics.html

目录