syntesplanering

Syntesplanering är processen att utforma en plan för hur ett mål-molekyl kan framställas genom en sekvens av kemiska reaktioner från tillgängliga startämnen. Den är central inom organisk syntes, läkemedelsforskning och materialvetenskap. Huvudkomponenter är retrosyntesanalys, där målmolekylen bryts ned i enklare substrat via olika brytningspunkter, samt framåtsyntesplanering som utvärderar praktiskt genomförbara steg i labbet. Vanliga verktyg inkluderar reaktionsmallar och template-baserade metoder samt sökalgoritmer.

Historik: E. J. Corey introducerade retrosyntes och LHASA som ett tidigt datorstött verktyg för planering av synteser på 1960–70-talen. Därefter utvecklades datorstödda system för syntesplanering (CASP), och senare har artificiell intelligens och maskininlärning utökat förmågan att kartlägga alternativa vägar samt bedöma kostnad, miljöpåverkan och syntesbarhet.

Processen börjar ofta med att identifiera funktionella grupper och möjliga brytningspunkter, därefter föreslås enklare utgångsmaterial och lämpliga reagens samt villkor väljs. Man tar hänsyn till stereokemi, skyddsgrupper, skalbarhet samt säkerhet och kostnad. Resultatet är ofta flera alternativa rutter som måste verifieras experimentellt.

Utmaningar inkluderar begränsad täckning i databaser över reaktioner, datakvalitet och komplexitet i stereokemi och selectivitet, samt behovet av att väga miljö- och kostnadsaspekter. Syntesplanering är ett verktyg för forskning och industri där teoretisk planering och experimentell verifiering ofta sammanbinds.