Квантово-химические структуры и свойства 134 тысяч молекул

Компьютерный de novo дизайн новых лекарств и материалов требует строгого и непредвзятого исследования пространства химических соединений. Однако большие неисследованные области сохраняются из‑за того, что размер этого пространства комбинаторно растёт с увеличением молекулярного размера. Мы сообщаем рассчитанные геометрические, энергетические, электронные и термодинамические свойства 134 тыс. стабильных малых органических молекул, состоящих из атомов C, H, O, N, F. Эти молекулы соответствуют подмножеству из 133 885 видов с числом тяжёлых атомов до девяти (C, O, N, F) из химической вселенной GDB‑17, содержащей 166 миллиардов органических молекул. Мы приводим геометрии, минимальные по энергии, соответствующие гармонические частоты, дипольные моменты, поляризуемости, а также энергии, энтальпии и свободные энергии атомизации. Все свойства рассчитаны на уровне квантовой химии B3LYP/6-31G(2df,p). Кроме того, для преобладающей стехиометрии C7H10O2 среди 134 тыс. молекул насчитывается 6095 конституционных изомеров. Для всех них мы предоставляем энергии, энтальпии и свободные энергии атомизации, вычисленные на более точном уровне теории G4MP2. Таким образом, этот набор данных обеспечивает квантово-химические свойства для релевантного, согласованного и исчерпывающего химического пространства малых органических молекул. Эта база данных может служить для бенчмаркинга существующих методов, разработки новых методов, таких как гибридная квантовая механика/машинное обучение, и систематического выявления связей «структура—свойство».