计算化学工具在晶型研究中的应用
计算化学工具在晶型研究中的应用

CCDC (Cambridge Crystallographic Data Centre) - CSD-Materials


CSD-Materials 是 CCDC 提供的一款针对固态研究领域的软件套件,它基于庞大的晶体学数据库(Cambridge Structural Database,CSD)进行晶体学性质的研究和预测。CSD-Materials 主要功能包括:

● 晶体学性质分析:分析晶体结构中的分子构象及分子内/分子间作用,包括氢键、π-π堆积等。

● 水合物/溶剂合物分析:分析水合物/溶剂合物结构及分子间相互作用。

● 共晶预测:评估目标分子与一系列配体形成共晶的可能性,以预测合适的共晶配体。

● 配位化学分析:研究金属配位环境,对金属有机化合物和金属配位聚合物等领域具有应用价值。

● 数据可视化和报告:使用Mercury 可视化软件展示晶体结构,提供高质量的图像和交互式分析。


Avant-garde Materials Simulation (AMS) - GRACE


Avant-gardeMaterials Simulation在过去几届由CCDC组织的晶体结构预测比赛中皆是最出色的表现者。GRACE 是 AMS 公司开发的一款晶体结构预测软件。它结合了热力学、结构和动力学方面的信息,通过计算方法预测晶体结构。


GRACE 的主要功能包括:

● Global晶体结构预测:基于热力学、结构和动力学信息,预测晶体的结构和稳定性。

● 优化现有晶体结构:通过能量最小化和结构调整,优化现有晶体结构的稳定性。

● 能量排序:对不同晶体结构进行能量排序,筛选出热力学上最稳定的晶型。

● 数据可视化:通过 PowderCell 等软件展示预测的晶体结构。


COSMOlogic - COSMOtherm

晶云药物结合多年实验研发经验,运用先进模拟软件COSMOlogic提供服务,提高计算效率与评估准确度,共同助力高效药物研发。

COSMOlogic基于COSMO-RS (Conductor-like Screening Model - Real Solvents)和量子力学预测任意组份混合溶液的热力学性质,其基于量子化学计算的结果快速准确。在医药研发领域适用范围广泛,多可用于预测多种热力学性质,如共晶筛选、溶解度、分配系数、pKa、活度系数、蒸气压等。


COSMOlogic的 COSMOtherm软件套件主要用于预测和计算物质间的相互作用和热力学性质,特别是在液相和气相领域,主要功能包括:

● 共晶预测:预测共晶系统的组成和热力学稳定性,对药物共晶研究具有重要意义。

● 水合物/溶剂合物预测:预测和评估水合物/溶剂合物的形成风险。

● 相平衡计算:计算不同物质之间的相平衡,如气液平衡、液液平衡和固液平衡,以便了解混合物的稳定性和相行为。

● 溶解度预测:预测化合物在不同溶剂中的溶解度,对药物、颜料、涂料等领域具有应用价值。

● 化学反应热力学性质预测:预测化学反应的平衡常数、酸解离常数等,对化学过程设计和优化有重要价值。

● 吸附性质预测:预测吸附剂对不同物质的吸附性能,对环境保护和分离技术有重要意义。


我们提供的服务包括:

● 共晶筛选。

● 溶解度预测。

共晶筛选

溶解度预测

我们基于COSMOlogic的虚拟共晶筛选功能,辅助研发人员,提高共晶筛选效率。通过对候选化合物API分子和数据库中的大量配体分子进行配对计算,根据其过剩焓等性质进行排序,用以评估API和配体形成共晶的可能性。

形成共晶可以有效调控药物分子的溶解度、溶出速率、渗透性、引湿性、化学稳定性等关键性质。在机械性质改善、味道掩蔽、乃至延长专利保护期方面,共晶同样可以发挥作用。尤为重要的是,共晶中不同组分间通过氢键、范德华力、π-π相互作用等非离子力相互作用,为大量难以成盐的中性候选化合物分子打开了性质改善的大门。

通过对化合物API和杂质在大量溶剂和多元溶剂组合中的溶解度预测,我们使用COSMOlogic选择合适的溶剂体系进行杂质分离;不同温度和溶剂配比下的溶解度预测,也可以指导结晶溶剂的选择,为结晶工艺开发提出建议。

化合物在不同溶剂中的溶解度影响着反应、分离、提纯、结晶等多个过程的效果。


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