一
关于SYNTHIA™
SYNTHIA™是一款AI赋能小分子化合物逆合成路线设计软件，它由有机化学家联合计算机专家对化学反应的规则和逻辑进行编码，将编码后的反应规则储存在SYNTHIA™的数据库中，历经19年精心设计，该数据库目前已包含10万多种手动编码的反应规则，并且每个季度都在更新。利用SYNTHIA™可以轻松自定义搜索条件，可应用与于复杂化合物、天然产物和全新药物分子的合成路线快速设计；已知化合物的合成工艺路线优化。路线设计时能够考虑到兼顾不兼容基团、基团保护与脱保护、区域和立体选择性、空间位阻和电子效应等因素。SYNTHIA™探索创新和已知的解决方案，排除不可行选择，为用户提供最合适的合成路线。
图1：识别化学环境，保护不兼容基团
SYNTHIA™在设计合成路线时，不仅仅只考虑是否满足对应的化学反应规则。如图1所示，对于实际设计的反应路线，除了匹配到对应的反应规则以外，SYNTHIA™还能够识别出反应路线中满足反应规则以外的片段是否是需要保护的片段，是否是该化学反应规则不兼容的片段。对应识别出需要保护的片段，SYNTHIA™会明确指出，而且会提供保护基选择的方案。
SYNTHIA™在设计合成路线时，还会兼顾区域和立体选择性、空间位阻和电子效应等因素。如图2所示，a中手性产物的生成是由于原料片段中空间位阻的存在和合理的电子效应；b中由于硝基的吸电子效应导致反应活性位点发生变化而不能合成目标分子；c中电子效应没有变化，但是空间位阻效应消失使得反应能够正常发生但是不能达成手性合成的目的。
图2：识别空间位阻和电子效应
除了上诉提到的识别化学环境，保护不兼容基团和识别空间位阻和电子效应，SYNTHIA™为了能够像化学家一样思考来设计合成路线，添加了一些策略上的功能，包括通过两步法策略和复杂程度更高的中间体合成目标分子（图3a）、约100个编码的FGI（官能团转换）规则，以快速到达反应性较低的合成子（图3b）、通过旁路算法绕过潜在反应性冲突的程序，将冲突基团转化为非冲突基团（图3c）和多个反应位点在反应条件下具有反应性，则同时对中间体进行两种不同反应的能力（图3d）。
图3：SYNTHIA™中内置的像化学家一样思考的策略
参考文献：
[1] Klucznik T , Mikulak-Klucznik B , Mccormack M P , et al. Efficient Syntheses of Diverse, Medicinally Relevant Targets Planned by Computer and Executed in the Laboratory.Chem, 2018, 4, 522-532
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