MoleculeModify

MoleculeModify[mol,"mod"]

给出对分子 mol 应用修改 "mod" 后得到的分子或分子列表.

MoleculeModify[mol,{"mod",specs}]

给出对分子 mol 应用带有额外指定 specs 的修改 "mod" 后得到的分子或分子列表.

MoleculeModify["mod"]

表示 MoleculeModify 的算符形式，可应用于分子.

更多信息和选项

对原子进行修改

修改分子的原子列表的操作：

	{"AddAtom",atom}	添加不相连的原子
	{"AddAtom",{atom₁,atom₂,…}}	添加一系列原子
	{"DeleteAtom",a}	删除索引为 a 的原子
	{"DeleteAtom",{a₁,a₂,…}}	删除列出的原子
	{"ReplaceAtom",aatom}	将索引为 a 的原子替换为 atom
	{"ReplaceAtom",{a₁atom₁,…}}	用 atom_i 替换原子 a_i

atom 应为以下形式：

	"sym"	原子符号为 "sym"（如 "C"、"Cl"）的原子
	Entity["Element",element]	给定元素的原子
	Entity["Isotope",isotope]	指定同位素的原子
	Atom["sym","prop"val,…]	具有指定属性的原子

"AddAtom" 将添加一个不相连的原子，与分子的其余部分之间没有键. 如果要添加一个新的原子和键，请使用 "AddBond".
"DeleteAtom" 将删除该原子的所有键.
当去除或替换一个原子时，可以调整显式氢原子的数量以保持合理的化合价. 断开的氢原子将会被删除. 如果想禁用此行为，请使用选项 ValenceErrorHandlingFalse.
按正常方式将隐式氢原子放入添加的原子中. 如果想禁用隐式氢原子，在新原子指定中使用 "HydrogenCount"None.
修改原子属性的操作有：

	{"SetFormalCharge",aval}	将索引为 a 的原子的形式电荷设为 val
	{"SetMassNumber",aval}	将索引为 a 的原子的质量数设为 val
	{"SetUnpairedElectronCount",aval}	为给定原子设置游离电子数

如果想改变多个原子的属性，可使用规则列表 {a₁val₁,a₂val₂,…}.

对键进行修改

修改分子的键列表的操作：

	{"AddBond",{a₁,a₂}}	在索引为 a₁ 和 a₂ 的原子间添加单键
	{"AddBond",Bond[{a₁,a₂},"type"]}	在给定原子间添加给定类型的键
	{"AddBond",Bond[{a₁,atom},type]}	索引为 a₁ 的原子和由 atom 表示的新原子之间的键
	{"DeleteBond",{a₁,a₂}}	移除给定索引的原子间的键
	{"SetBondType",{a₁,a₂}"type"}	设置索引为 a₁ 和 a₂ 的原子间的键的类型

普通修改

	"SetAromaticity"	将局部单键和双键转换为芳香键
	"Kekulize"	将芳香键转换为局部单键和双键
	{"RenumberAtoms",{a₁,a₂,…}}	对原子列表重新排序，使得索引为 a_i 的原子出现在原子列表中的位置 i
	{"SetMetaInformation",meta}	将分子的 MetaInformation 设为 meta，meta 应为一个关联或键-值对
	"MakeHydrogensExplicit"	将隐式氢原子转换为显式氢原子
	"MakeHydrogensImplicit"	当从正常价态规则可以推断出氢原子的存在时，去除显式氢原子

对立体化学信息进行修改

关于分子的三维排列的信息（与三维几何结构无关）被保存在 StereochemistryElements 选项值中. 以下操作将改变立体元素：

	"AssignStereochemistryFromCoordinates"	根据 3D 坐标分配四面体和双键立体化学元素
	"RemoveStereochemistry"	删除任何已定义的立体化学信息

如果要修改原子或键的已定义的立体化学信息，请使用以下操作：
{"SetAtomChirality",aval} 设置原子的手性值为 "R" 或 "S"

{"SetBondStereo",{a₁,a₂}val} 将键的立体值设为 "E" 或 "Z"
修改原子或键的立体结构将影响按要求生成的 3D 坐标. 如果分子已经包含有 3D 坐标，在修改立体化学信息时会将其丢弃.

替换子结构

	{"ReplaceSubstructure",pattrepl}	将所有的 patt 替换为 repl
	{"ReplaceSubstructure",pattrepl,attchmts}	用 repl 替换 patt，只有指定的附着点
	{"ReplaceSubstructureList",pattrepl}	将所有的 patt 替换为 repl，并返回一个列表

此处，repl 应为 Molecule 对象或 SMILES 字符串，patt 可为以下形式：

	MoleculePattern[…]	有效的分子模式对象
	{a₁,a₂,…}	构成相连子结构的原子索引列表
	{{a₁,a₂,…},{b₁,b₂,…},…}	原子索引列表组成的列表，将每个原子索引列表替换为 repl

attchmts 应为规则列表 {p₁r₁,…}，从模式原子的索引到要替换的原子的索引. 如果没有提供附着点，则匹配模式和替换中的第一个和最后一个原子.

生成坐标

在二维或三维空间绘制分子时，分别从 AtomCoordinates 和 AtomDiagramCoordinates 选项值中获取坐标. 如果分子表达式中没有出现坐标，则自动生成坐标.
以下操作将预先自动计算坐标，并返回含有该坐标的 Molecule 对象：

	"ComputeAtomCoordinates"	自动计算分子的三维坐标
	{"ComputeAtomCoordinates",opts}	使用选项 opts 计算原子的坐标
	{"GenerateConformers",n}	用不同的种子计算三维坐标 n 次，返回一系列分子
	"ComputeAtomDiagramCoordinates"	计算二维坐标

"ComputeAtomCoordinates" 将使所有隐式氢变为显式氢以便嵌入分子.
"ComputeAtomCoordinates" 接受以下选项：

"Canonicalize"	True	是否规范化坐标
"EnergyMinimize"	True	是否在坐标上运行力场最小化
RandomSeeding	1234	怎样对随机性进行播种

默认情况下，"GenerateConformers" 将返回未被最小化的异象体.
"ComputeAtomDiagramCoordinates" 将使与碳相连的氢变为隐式氢，使与杂原子相连的氢变为显式氢，以便与 MoleculePlot 的默认输出匹配. 通过使用 {"ComputeAtomDiagramCoordinates",IncludeHydrogensTrue} 可包含所有原子.

对几何结构进行修改

如果要修改单个原子的坐标，可使用：
{"SetAtomPosition",a{x,y,z}} 设置指定原子的位置
如果要规范化原子的坐标而不改变内部的几何结果，请使用：
"CanonicalizeAtomCoordinates" 将分子的质心平移到原点，并使主轴与直角坐标轴对齐
对于普通的几何转换，可使用：
{"TransformAtomCoordinates",tfun} 对坐标应用转换函数 tfun
此处，tfun 应为 TransformationFunction 对象，如 TranslationTransform、ReflectionTransform 等，或操作并返回 QuantityArray 对象的任意函数.
以下操作将修改内部坐标：

	{"SetBondLength", {a₁,a₂}val}	设置指定原子之间的键长
	{"SetBondAngle", {a₁,a₂,a₃}val}	设置指定原子之间的角度
	{"SetTorsionAngle",{a₁,a₂,a₃,a₄}val}	设置四个连续的由化学键联接的原子的扭转角

这些操作也支持长度列表或角度变化，如 {{a₁,a₂}val₁,…}.
此处，val 应为 Quantity 对象或数字. 如果是数字，则假定单位为 "Angstroms" 或 "AngularDegrees".
对于 "SetBondLength"，原子 a₁ 和 a₂ 必须成键，且它们之间的键不应成环. 与原子 a₂ 相连的所有原子都将被移除.
对于 "SetBondAngle"，原子 {a₁,a₂} 和 {a₂,a₃} 应成键，且这两个键都不应成环. 与原子 a₃ 相连的所有原子都将被移除.
对于 "SetTorsionAngle"，原子 {a₁,a₂}、{a₂,a₃} 和 {a₃,a₄} 应成键，且键 {a₂,a₃} 不应成环. 与原子 a₄ 相连的所有原子都将被移除.
如果要最小化相对于 MMFF 力场的坐标，请使用：

	"EnergyMinimizeAtomCoordinates"	最小化总力场能量
	{"EnergyMinimizeAtomCoordinates",ff}	用力场 ff（"UFF"、"MMFF94" 或 "MMFF94s" 之一最小化能量）
	{"EnergyMinimizeAtomCoordinates",constraints}	在给定的力场约束条件下将能量最小化

constraints 应为一系列键、角度或扭转角限制条件，可采用以下形式：

	{a₁,a₂}d	指定两个原子间的距离
	{a₁,a₂,a₃}θ	指定三个原子间的角度
	{a₁,a₂,a₃,a₄}θ	指定四个原子间的扭转角
	<\|…\|>	一个关联，其键为 "Atoms"、"Value" 和 "ForceConstant"

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例 (4)

在丙烷中加入碳原子：

为新原子添加一个键：

添加一个键，将己烷转化为环己烷：

删除一个键，将环己烷转化为己烷：

用甲基取代 TNT 中的所有硝基：

用 "ReplaceSubstructureList" 一次更换一个硝基：

范围 (37)

"AddAtom" (1)

在分子中添加一个原子：

添加一组原子：

"AddBond" (1)

在分子中添加一个键：

在分子中添加一组键：

"AssignStereochemistryFromCoordinates" (1)

用分子的 3D 坐标来推断立体化学结构. 首先用原子、键和坐标创建一个分子，但没有定义立体化学信息：

"CanonicalizeAtomCoordinates" (1)

从 "XYZ" 文件导入一个结构，并规范化三维坐标：

导入后，计算分子的质心和主轴：

"CanonicalizeAtomCoordinates" 将平移分子，将质心移动到原点，然后旋转以使主轴与直角坐标轴对齐：

"ComputeAtomCoordinates" (2)

当使用诸如 SMILES 字符串或名称之类的标识符创建分子时，不会立即计算坐标：

用 "ComputeAtomCoordinates" 计算坐标并将其保存在分子表达式中：

使用 RandomSeeding 选项生成不同的分子构象：

所得分子有不同的构象能：

"ComputeAtomDiagramCoordinates" (2)

当用 MoleculePlot 在二维空间可视化分子时，默认情况下，将与碳原子相连的氢原子隐藏起来. 默认情况下，在辛醇中只显示羟基氢：

"ComputeAtomDiagramCoordinates" 将移除那些未显示的氢，将显示出来的变为显式氢：

现在将坐标存储在分子表达式中：

由于默认情况下仅显示一个氢，因此返回的分子只有一个显式氢：

坐标与分子图中使用的坐标完全匹配：

计算原子结构图中的坐标，绘制三个图，显示默认氢原子，所有氢原子或不显示氢原子：

"DeleteAtom" (2)

使用 "DeleteAtom" 将己醇转换为己烷：

找出匹配的 Entity：

删除原子时，与其相连的所有氢也将被去除，用隐式氢填充重原子上未填充的化合价. 通过 ValenceErrorHandling->False 可禁用此行为，留下未配对的电子：

"DeleteBond" (2)

删除非环状键以创建不相连的结构：

删除环键：

"EnergyMinimizeAtomCoordinates" (1)

从 "XYZ" 文件中导入结构并使用 MMFF 力场最小化能量：

验证构象能变小了：

显示新的结构与旧的结构：

"GenerateConformers" (1)

通常希望给出分子的一组构象，例如，对较大部分的能量分布进行采样. 为环己烷生成 100 个构象：

构象的能量分布很广：

在利用立场对构象进行最小化后，按能量分为两个组：

这样的分组对应于所谓的 "chair" 和 "twist-boat" 构象，分别为势能曲面的全局和局部最小值. 从每一组中选取一个构象，在三维空间进行绘制：

"Kekulize" (1)

默认情况下，芳香族分子具有离域 "Aromatic" 键类型：

"MakeHydrogensImplicit" (1)

去除分子中的所有氢原子：

"RemoveStereochemistry" (1)

删除分子中明确的立体信息，使手性未定义：

"RenumberAtoms" (1)

改变分子中原子的顺序：

"ReplaceAtom" (1)

用不同的原子类型替换分子中的特定原子；例如，将乙酸转化为硫代乙酸：

"ReplaceSubstructure" (1)

用碳酰基取代雌二醇的脂肪族 D 环中的羟基以形成雌酮：

"ReplaceSubstructureList" (1)

制备甘油的每种甲基醚：

"SetAromaticity" (1)

将定域单键或双键转换为芳香键：

"SetAtomChirality" (1)

将 D-葡萄糖转化为 D-甘露糖：

"SetAtomPosition" (1)

导入一个分子，设置单个原子的坐标：

"SetBondAngle" (3)

设置三个原子间的角度：

设置多个键角：

不能设置不成键的原子间的角度：

不能设置环中的键角：

"SetBondLength" (1)

设置两个成键原子间的距离：

"SetBondStereo" (1)

将天然 E-肉桂醛转化为 Z-形式：

"SetBondType" (1)

"SetFormalCharge" (1)

制作苯丙氨酸的兼性离子：

"SetMassNumber" (1)

通过将质量数设置为 13，用 ¹³C 标记甲羟戊酸内酯的 C-2：

用 AtomList 找到标记的碳：

通过将质量数设置为 2，用氘标记甲羟戊酸内酯的 5-pro-S 氢：

"SetMetaInformation" (1)

通常，实验室对样品和笔记本使用复合编号系统，化学家在撰写内部报告、研究论文和专利时会使用这些标识号. 可使用分子的元信息来存储此类数据.

为分子添加元数据：

将实验数据保存到该属性中：

用空关联删除元数据：

"SetTorsionAngle" (1)

将分子的几何结构设置为所需的构象，例如内部氢键：

"SetUnpairedElectronCount" (1)

通过修改水分子产生羟基自由基：

"TransformAtomCoordinates" (2)

通过在空间中转换坐标创建分子的副本：

用 ReflectionTransform 创建分子的对映异构体：

巧妙范例 (1)

对 MMFF 力场应用距离约束条件以找到满足两个原子之间给定距离的构象. 首先，创建基础分子：

找到标准构型中距离最远的两个原子：

默认构象中两个原子的间距为 32 埃 (ångström)：

用 "EnergyMinimizeAtomCoordinates" 找到这些原子间的距离满足特定条件的新构象：

验证返回的几何结构是否符合要求，并获取力场能量：

顶部

	{"SetAtomChirality",aval}	设置原子的手性值为 "R" 或 "S"
	{"SetBondStereo",{a₁,a₂}val}	将键的立体值设为 "E" 或 "Z"