化学家发现更少但更复杂的反应,分析揭示了数以百万计的转换

虽然反应化学家报告的数量呈指数级增长在过去的几年中,越来越少的新反应类型被发现,科学家说。使用cheminformatics,研究人员分析了数以百万计的有机转换存入数据库和专利库,结束,大多数合成化学依赖重用众所周知的方法。

“每年几百万反应报告,但老实说,许多的应用程序相同的已知的方法,”研究负责人说Bartosz Grzybowski波兰科学院,韩国蔚山国家科学技术研究所的韩国。我们实际上已经发现反应-最多一个线性速度,也许几千年。

反应类型进行分类,研究人员定义的规则,从力学上看考虑相关的原子位于反应中心附近,和照本宣科的一个算法。我们经历了数以百万计的反应,并加以分类,“Grzybowski解释道。这是我们在不同的时间点(数据从1900年开始),看看新反应的数量改变了。”

反应类型的团队还发现,发现已经减慢,过程越来越复杂,用更少的步骤被要求生产具有挑战性的支架。“如果你考虑级联转换或多组分反应,这些实际上是越来越受欢迎,“Grzybowski说。

“这告诉我们,所有两个试剂之间的简单有机和有机金属反应已经被发现,”评论物理有机化学家Guillaume Berionni比利时那慕尔大学的。的有机合成化学家现在必须结合自己的研究工作,”他补充道。我们必须与计算化学和光谱学家,并使用新方法如自动化学和有机合成由人工智能。”

“二十年前,有一个交叉点,超越简单的复杂反应,“Grzybowski指出。简单的转换年代_N2反应都一样筋疲力尽。在一百多年,我认为人们几乎试过所有可能的组合,”他说。

但这并不意味着该领域达到饱和(看到最热门的新闻综合),评论jean - louis Reymond计算方法发展的有机合成伯尔尼大学的瑞士。的反应可能会保持不变,但现在很多努力投入使试剂和反应条件更可持续的,”他说。让我们考虑一下最近诺贝尔奖organocatalysis——这不仅是关于新的反应也更简单、更好的方式来实施。

合成化学家玛丽亚Fernandez-Herrera从Cinvestav梅里达在墨西哥同意有机合成是朝着一个方向,发现新材料或环保进程在不同领域获得应用程序的重要性。一个非常明显的例子是合成的有机框架和其他相关结构,”她说。有机化学的贡献的新反应是零,这些材料都是使用众所周知的过程,但最终的目标是建立有用的结构。

著名的几

除了生产有用的分子,受欢迎的反应往往是健壮的,用廉价的原料和使用范围广泛的底物。Grzybowski观察哪些类型变得流行起来,的研究小组发现,只有几百到一千人。这只意味着你可以使预测机器学习模型的一小部分化学,”他说,实在太没有数据可供大多数反应类训练算法。该小组还发现错误在仓库里。我们的识别反应应该开除这些数据库,因为他们可能只是错误,“Grzybowski解释道。

有机化学家大卫专家Nagib美国俄亥俄州立大学指出,虽然简化了教学目的或训练算法,科学家们不能忽视反应的微妙之处。例如,Diels-Alder(反应)可以几个富二烯烯烃不足或完全相反配对,可以通过共同发生,逐步,极热,或激进的机制——催化了光、酸、酶、金属甚至organocatalysts。这些合并在一起作为一个反应类型风险忽略每一个化学反应的价值和效用。

专家Nagib补充说,许多反应类他们首次发现以来已经取得了巨大的进步。碳氢键functionalisation已从机械的古怪彻底改变药物发现,并点击反应现在可以吗活体动物的被执行,他说。的证明了Buchwald-Hartwig氨基化不仅仅是乌尔曼反应,只看其转型对药物研发的影响在过去的几十年里!”

和新反应可以来自意想不到的地方。领导的一个团队苏珊娜布卢姆美国加州大学欧文分校最近发现的如何重新一个亲电cyclisation——几十年来的一个版本Larock吲哚合成——三代的烯烃。结果是一种全新的功能基团转移反应。

随着有机合成领域继续发展,所以反应仍在这样做化学家的愿望清单。“我,就我个人而言,我深信在多组分复杂的重组,“Grzybowski说。的一个步骤,你可以疯狂的复杂性。那是我最喜欢的!”