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Explainable Supervised Machine Learning Model To Predict Solvation Gibbs Energy

delete2023-08-21
delete11
delete
OA
AI
J
José Ferraz-Caetano
F
Filipe Teixeira
M
M. Natália D. S. Cordeiro *
DOI:10.1021/acs.jcim.3c00544delete
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摘要

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En 中文
在开发用于预测溶剂化自由能的精确计算模型 (& UDelta;G (sol)) 方面仍然存在许多挑战。尽管最近机器学习 (ML) 方法的发展超过了传统的量子力学模型,但仍存在一些与可接受的速度-精度权衡的广泛化学预测的解释性见解有关的问题。为了克服这一点,我们提出了一种新颖的监督ML模型来预测 & UDelta;G (sol) 用于溶剂-溶液对的数组。使用两种不同的集合回归算法,我们使用开源化学特征来预测和准确的属性预测,为每种溶剂和溶质编码复杂的电子、结构和表面区域因子。通过整合分子性质和化学相互作用特征,我们已经分析了个体描述符重要性,并通过解释性信息特征组优化了我们的模型。在水和有机溶剂数据库上,MLmodels揭示了溶质与极性表面积增加和极化率降低的预测相关性,产生比最先进的基准神经网络方法 (没有复杂的量子力学或分子动力学模拟) 更好的结果。两种算法都成功地优于以前的 & UDelta;G (sol) 预测方法,最大绝对误差为0.22 & PLUSMN; 0.02 kcal mol(-1),在外部基准数据库和溶剂保持测试中进一步验证。有了这些解释和统计见解,他们允许将这种方法用于预测其他热力学性质,强调ML建模与进一步复杂的计算化学问题的相关性。
Keyword:
ORGANIC-MOLECULES
DISCOVERY
SHELL
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