[发明专利]一种化学逆合成分析方法及系统

说明书

本发明涉及一种化学逆合成分析方法及系统，涉及化合物分析领域，方法包括：将训练化合物输入合成树，利用蒙特卡洛搜索树进行搜索，得到逆合成分析网络的训练数据；利用所述训练数据对逆合成分析网络进行训练，得到训练好的逆合成分析网络；获取待合成化合物并将所述待合成化合物输入所述训练好的逆合成分析网络，得到待合成化合物的合成路线。本发明能够实现更加灵活地利用各种来源的化学反应数据、减少对外部数据的需求且仍能得到质量相对较好的合成路线。

技术领域

本发明涉及化合物分析领域，特别是涉及一种化学逆合成分析方法及系统。

背景技术

计算机辅助合成路线规划程序(ComputerAssisted Synthesis PlanningProgram,以下简称CASP程序)是通过计算机算法与化学数据库结合，可以自动设计给定有机化合物合成路线的一类程序。在此类程序中，最重要、最核心的技术，是基于已知的化学反应模板(reactiontemplates)数据、基本分子(buildingblocks)数据和其他与合成路线设计有关的数据或信息，根据一定的用户需求计算给定化合物合成路线的方法。早期的CASP程序多使用非常简单的搜索与排序算法，因此并不能得到和化学家水平相近的结果。在近年的研究和实践中，使用人工智能方法进行合成路线设计逐渐成为开发CASP程序的主流。不过在这类算法中，排序部分对所使用的外部数据非常敏感，因此通常难以给出与专家评判或实验室结果高度一致的结果。因此在算法设计思路上，应该更侧重于其搜索能力，使其便于产生数量足够多的合成路线，对人工设计提供更大的参考价值。另外，人工智能方法的数据驱动属性，决定了高质量的化学反应数据是提高其表现的决定因素。高质量的化学反应数据至今仍是稀缺和昂贵的，因此有必要开发并实现一种设计合成路线的技术方案，其可以更加灵活地利用各种来源的化学反应数据、减少对外部数据的需求且仍能得到质量相对较好的合成路线。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学逆合成分析方法及系统，以实现更加灵活地利用各种来源的化学反应数据、减少对外部数据的需求且仍能得到质量相对较好的合成路线。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种化学逆合成分析方法，包括：

将训练化合物输入合成树，利用蒙特卡洛搜索树进行搜索，得到逆合成分析网络的训练数据；所述训练数据包括训练化合物的基本分子和以所述基本分子为起始物的训练化合物合成路线；所述蒙特卡洛搜索树根据动作价值估计和状态价值估计进行更新；

利用所述训练数据对逆合成分析网络进行训练，得到训练好的逆合成分析网络；

获取待合成化合物并将所述待合成化合物输入所述训练好的逆合成分析网络，得到待合成化合物合成路线。

可选地，所述将训练化合物输入合成树，利用蒙特卡洛搜索树进行搜索，得到逆合成分析网络的训练数据，具体包括：

将所述训练化合物作为合成树的根节点，利用蒙特卡洛搜索树确定训练化合物逆向合成模板概率和所述训练化学物分解后的中间体的逆向合成模板概率；

计算所述根节点的状态标记；

判断状态标记是否为-1，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则合成树构建失败，将除为状态标记为1节点以外所有节点重置为-1，并根据合成树的叶节点和边确定训练数据；

若所述第一判断结果为否，则判断所述合成树中是否有节点深度达到第一设定节点深度，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为否，则判断所述合成树中是否存在状态标记为0的节点，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则遍历合成树中所有状态标记为0的叶节点，并根据所述训练化合物逆向合成模板概率和所述训练化学物分解后的中间体的逆向合成模板概率对所述状态标记为0的叶节点添加子节点；确定所述子节点的状态标记并返回步骤“判断状态标记是否为-1，得到第一判断结果”；