有机化学的复杂性的难题

有机合成通常被誉为艺术而非科学。复杂的有机化学家的眼睛,分解成更简单的结构形式,是在几十年磨练和培养。但是,是否有可能把这个看似无形的技能和量化,把一个简单的数字复杂的化学结构如何?

过程化学家马丁集和小君李在百时美施贵宝(BMS)在美国这样做已经开发出一种工具,生成一个惟一的索引称为分子的“目前的复杂性”,也改变随着时间的推移,由于新技术的影响。¹

据集,该工具的想法出生的最近试图合成JAK2抑制剂bms - 911543。一个新的转换彻底的改变了他们准备复合的能力,使一个八,而不是19一步合成。²“当我反映在我们取得的,分子不再看上去像过去那样强硬,“集说。的结构依然的美丽,但我的感知所带来的挑战,它已经改变了。”

这导致感兴趣了解分子在BMS进化的过程以及如何处理提出了结构简单。“很明显,没有人能准确地解决这些问题,所以我们决定自己解决这个问题,“集说。随后的研究导致了当前复杂性指数是基于集体智慧的分析从一组18合成化学家要求等级40分子的复杂性。从化学家的直觉获得的数据然后精制通过考虑一系列大型的内在和外在因素和应用贝叶斯回归模型来确定的五个主要因素最影响结构的复杂性。这些如下:(i)结构的分子拓扑指数(作为Randic提出的);³(2)在合成手性中心建立的数量;(3)杂原子的数目和芳香环;(iv)步骤的数量和(v)理想的路线(2010年菲尔Baran所定义的)。⁴(i)和(iii)是内在的和不变的,而其他人是外在变量反映了进步,随着时间的推移发生。从这个成立一个容易理解评分量表,1是最复杂和10是最复杂的。

作为一个例子,集和李检查了马钱子碱。他们当前的复杂性指数说明了技术进步和技术减少了马钱子碱的复杂性从得分为2.14分,罗伯特·伍德沃德的原始的合成,⁵为3.75,2011年Chris Vanderwal的。⁶

令人信服的社区

试图分配的复杂性的分子结构大量已经存在一段时间与化学巨头如罗伯特·伍德沃德和EJ科里没有找到一个合适的解决方案。所指出的约翰·Gasteigercheminformatics专家埃尔大学的德国,“即使随着计算机的出现,没有系统发现有机社区的广泛接受。Gasteiger感觉的原因是多方面的,但并非最不重要因为社区抵抗许多有机化学家认为作为“艺术”的合成设计,电脑不应该的地方”。

这个观点是由有机化学家斯奈德斯克里普斯研究所,在美国,他说的可能是决定哪些画相比优越或这段音乐很悦耳。不过,Gasteiger猜测,看着大,分布绩效值分配的化学家,即使在李和集的研究相同的分子,它清楚地表明,一个更公正的有机分子的复杂性的定义方法是急需的。

集相信这个模型在满足这种需求,因为与之前的努力,如的彼得Ertl和Ansgar Schuffenhauer,⁷当前复杂性的概念实际上占我们的感知的复杂性不是完全固定。这方面,斯奈德他感觉最具吸引力的允许包含该领域的进步,一些过去的方法没有考虑或特定沉着处理。”

评估工具的发展仍处于初期阶段,目前只有proof-of-method站。”将是奇妙的游戏排名机制,开发一个基于web的说集增加评级机构的数量和分子会提高我们的质量评估模型。

在BMS的工具已经在使用,但最终目的是将这种方法在合成路线设计引擎评估潜在影响提出了合成的方法对系统的复杂性问题。

占时间的流逝会使这种模式独特。和斯奈德指出时间还将评估模型的有效性,但现在它是一个挑衅和有趣的方法评估的复杂性。