一、SMARTS简介
是什么
SMARTS（SMiles ARbitrary Target Specification）是一种用于描述分子模式和属性的语言。SMILES所有的符号和属性在SMARTS中同样适用，因此它也是SMILES的延伸。此外，SMARTS还包括了逻辑操作符和额外的分子描述符，后文会一一介绍。能做什么
SMARTS可以从不同程度来概括和表示结构模式。举个例子：
甲烷的SMILES可以用"C"或"[CH4]"表示。
而"[CH4]"在SMARTS中，高度特异地表示与甲烷一致的结构，即只能匹配一个带有4个氢的脂肪族碳原子。
而"C"在SMARTS中特异程度较低，可以表示带有任意数量氢的脂肪族碳原子，比如乙烷、乙烯、环戊烷。
二、原子属性
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| [+1] | 带有一个正电荷的原子 | SMILES对电荷、氢、同位素、键、手性等描述方式，在SMARTS中都可以兼容。一个"+"表示"+1"，两个"++"表示"+2" |
| [a] | 带有芳香性的原子 | "a"表示任何带有芳香性质的原子 |
| [A] | 带有脂肪族属性的原子 | "A"表示任何带有脂肪族性质的原子 |
| [#6] | 原子序数为6的原子（c或C） | "#<number>"表示序数为<number>的原子，无论是脂肪族还是芳香族 |
| [R2] | 在两个环中的原子 | "R<number>"表示在<number>元环中的原子，默认{R}为在任何环中的原子 |
| [r5] | 在五元环中的原子 | "r<number>"表示<number>元环中的原子 |
| [v4] | 4价原子 | "v<number>"表示任何含有键的数量为<number>的原子。另外"="表示双键，"#"表示三键 |
| [X2] | 与两个原子链接的原子 | "X<number>"表示任何与<number>个原子相连的原子（包括氢原子） |
| [H] | 氢原子 | 一个氢原子（通常也叫一个显式氢，explicit hydrogen）具有一些特殊的性质[H+],[2H],[H][H]等。[H+]和[2H]含义相似 |
| [H1] | 与一个氢相连的原子 | "H<number>"表示任何与<number>个氢（显式或隐式氢）相连的原子。[*H]表示没有氢相连的原子 |
| * | 任何原子 | "*"表示通配原子，匹配任意重原子（非氢原子） |
三、键属性
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| CC | 两个由单键相连接的脂肪碳 | 所有SMILES的键的属性在SMARTS中都可以使用，包括隐式单键、显式单键（-）、双键（=）、三键（#）、芳香键（:） |
| [#6]~[#6] | 两个由任意键相连的碳 | "~"表示通配键 |
| [#6]@[#6] | 两个在同一个环中相连的碳 | "@"表示在同一个环中 |
| [F/?[#6]=C/Cl] | 氟原子通过"/"（"/"指定了顺反异构构型）或未指明的键与碳原子相连（比如可以匹配到"F/C=C/Cl"或"FC=C/Cl"，不能匹配到"F\C=C/Cl"） | "?"表示"或不确定"，还可以和手性描述符"@"一起使用 |
四、逻辑操作符
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| !c | 非芳香的碳 | "!"表示"非" |
| [N,#8] | 匹配脂肪族氮或匹配一个氧 | ","表示"或"，优先级高于"与"（";"），低于另一个"与"（"&"） |
| [#7,C&+O,+1] or [#7,C+O,+1] | 氮原子或中性脂肪碳原子或带一个正电荷的原子 | "&"表示"与"（优先级高），是默认的逻辑操作符，可以省略 |
| [#7,C;+0,+1] | 氮或脂肪碳，且不带或带一个正电荷 | ";"也表示"与"，但优先级低 |
五、递归SMARTS
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| [$(O);$(CC)] | 一个与脂肪氧相连的原子，或一个连接有两个脂肪碳的原子 | "$<SMARTS>"表示匹配周围具有某种结构的原子 |
| [$([CX3]=[OX1]),$([CX3+]-[OX1-])] | 与一个羰基相连的原子，或相对合理的结构 | |
| [$([A]aaO);$([A]aaaN)] | 芳环上位于氧的邻位，氮的间位的原子 |
六、组合匹配
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| [#8].[#8] | 匹配两个氧（例如O=O, OCCO, O.CCO） | "."表示无需连接 |
| ([#8].[#8]) | 在同一个结构中匹配两个氧（例如O=O, OCCO，无法匹配O.CCO） | 可以在SMARTS外加圆括号，表示括号内的结构需要在同一组分中出现 |
| ([#8]).([#8]) | 在不同的结构中匹配两个氧（例如O.CCO，无法匹配O=O, OCCO） | 可以使用多个圆括号，表示需要在不同的组分中进行匹配 |
七、反应SMARTS
| SMARTS | 匹配结构 | 说明 |
|---|---|---|
| [#6]=,:[#6] | 由一个双键或芳香键连接的的碳 | 分子SMARTS（没有">"符号）可以对任意反应组分（反应物、试剂或产物）中进行匹配 |
| >>[#6]=,:[#6] | 产物中碳由一个双键或芳香键连接 | 反应SMARTS（带有">"符号）不能用于分子的匹配 |
反应SMARTS还剩下一些比较难理解，等明白了再补上。
