化學資料庫是為記錄化學資訊而專門設計的資料庫。這些資訊包括了物質的分子結構、晶體結構、譜學資訊、相關反應與合成方法，以及化學熱力學性質數據等。
化學資料庫的種類
一般來說，用二維鍵線式來描述分子結構，對大多數小分子而言是較為常見的方法。儘管這種表述方法對化學家們來說簡單明了，卻不適合於在資料庫中的儲存和搜尋演算法的編寫。因此在資料庫中小分子（在藥物設計領域也常稱為配體）通常以將分子中的原子及其鍵連列表的方式描述，而大分子如蛋白質等，則常用氨基酸組裝單元序列等更緊湊的方式表示。
化學文獻資料庫的目的是將化學物質與相關文獻——如科學論文或專利——關聯起來。此類資料庫的典型代表如化學文摘社的STN和SciFinder。許多專注於物質表徵的資料庫都提供了文獻連結。
大多數資料庫所記錄的都是穩態分子的資訊，但也有一些反應資料庫，着重記錄反應中瞬間產生的亞穩態分子或中間體。這類反應資料庫一般還會提供反應前驅物、產物和反應機理的資訊。
熱物理學性質包括以下方面：
分子結構的表示
在數碼化的化學資料庫中，分子結構一般有兩種表示方法，包括：
搜尋
化學研究者在搜尋某一物質時，可以不必輸入整個分子式，而只搜尋其結構的一部分，或其IUPAC命名法名稱的一部分。這種亞結構搜尋功能，正是化學資料庫與一般資料庫最大的區別之一。這種搜尋是基於子圖同構問題實現的，而這一問題也在圖論中被廣泛研究。一般來說這類搜尋具有O (n3)或O (n4)的時間複雜性，其中n是涉及原子的數目。
在一定的空間限制條件下，搜尋物質特定的三維構象，也是化學資料庫常需要實現的功能之一（尤其是在藥物設計領域）。這樣的搜尋相當消耗資源，因而人們也設計了多種近似方法來加以解決[1][2][3][4][5]。
描述單元
分子的所有性質都可以拆分為具體的物理/化學性質或藥學性質，這些性質被稱作描述單元。最重要的描述單元當然是化合物名，在這方面，多年來已發展起多種接近標準化的命名方法，從而得以減少含義不清的命名或一物多名現象。其中，IUPAC名是一個很好的選擇，不僅對人而言直接可讀，從電腦角度也提供了獨一無二的字串。不過，對大分子而言，IUPAC名就顯得過分冗長了。至於化合物的俗名，則難免受到數詞同音或數詞同義的干擾，不適合作為搜尋關鍵詞。另一方面，分子的物理/化學描述單元，諸如分子量、（部分）電荷、溶解度等等，幾乎可以直接從分子結構計算出來，而藥學描述單元則一般能從多元統計分析或實驗（藥物篩選、生物檢定法等）結果中獲得。所有這些描述單元都和分子的表達式被儲存在一起。
化學相似性
對於化學相似性，並沒有統一的定義。不過，仍然可以將化學相似性從應用角度進行定義，比如描述為兩種分子在描述單元空間上距離的倒數。例如，如果兩種分子的分子量差距（比之其他分子對）較小，那麼就可以認為這兩種分子較為相似。多種衡量方式可以組合起來，產生多變數的距離度量。根據三角不等式的成立與否，距離度量還可以分為歐幾里得度量和非歐幾里得度量。通過進行最大共同子圖同構問題（MCS）基礎上的亞結構搜尋[6] ，來進行距離度量和化學相似性評估的方法也很常見。MCS也被用於藥物篩選，即嘗試與現有藥物具有共同亞結構的不同分子 [7]。
資料庫中的化學品根據其相似性被歸入不同的群組中，對於屬性繁多的化學品，既可採用分級分類別方法，又可採用不分級的分類別方法。而這些化學品的性質則可能通過經驗或電腦計算得到。最為廣泛應用的分類別方法是Jarvis-Patrick演算法[8]。
另外，在面向藥學應用的化學資料庫中，相似性通常被定義為化合物的生物效應。後者通常可以由分子的物理/化學性質，應用定量構效關係半自動地得到。
化學品登入系統
記錄化合物獨特性資訊的資料庫被稱為化學品登入系統。這類系統通常被用於化合物的索引化，專利註冊以及工業資料庫中。 物質登入系統一般對化合物在資料庫中的唯一表達有強制性要求。一般來說，這樣的唯一表達是所謂的「正則」字串，例如「正則SMILES」。有些化學品登入系統，如CAS則利用計算雜湊的方法達到相同的目的。 化學品登入系統與一般化學資料庫的關鍵區別在於，前者能夠準確地區分一種物質究竟是已知，未知抑或部分已知。譬如說，一般的化學資料庫中可能記錄了一個分子，但其立體化學資訊則付諸闕如，而在化學品登入系統中，登入者將會被要求提供關於分子構象的準確資訊——構象已知或未知，是否是混合物乃至外消旋體，等。每一種不同的情形在化學品登入系統中都作為一個單獨的記錄。 化學品登入系統也對分子資訊進行一些前處理，避免不重要的差別（如不同的鹵離子）產生影響。 這類系統的一個典型例子是化學文摘註冊系統[1]。參見CAS編號。
參見
參考文獻
外部連結
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