情報化学的手法による最適合成反応経路設計と評価手法の開拓

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プロセス化学における生成物の純度が特に医薬品で厳しい規制基準の適応を受けることから,反応データベースの高度利用に基づく反応予測システムの開発と共に,反応によって予想外の副生成物を発生する可能性(すなわち副反応)に対処可能な副生成物予測システムの研究開発を目的とした。このための、大量の反応データベースから反応物構造の反応部位パターン認識を行うための知識を集約した反応知識ベースを自動構築するソフトウェアの開発を行った。続いて、この反応知識ベースを適用して得られた反応部位パターンに対して、反応部位変化情報を適用するソフトウェアの開発を行った。反応物構造の反応部位パターンの認識を行うとともに、反応データベースとの比較からその反応部位パターンに適応可能な反応部位から生成部位への部分構造変化情報を抽出することで生成物(副生成物)を予測する本システムの中核プログラムの構築も行った。今回開発したシステムの実用性を評価する試験を行った。反応生成物が分かっている反応を対象に反応生成物の予測を行ったところ、実験的に得られている生成物構造はもちろんのこと、それ以外の可能な生成物構造の提案された。その結果を検証したところ、その提案は受け入れ可能なものであることが分かった。目的化合物を合成するために最適な有機合成経路を設計する際には、さまざまな要素を評価する必要があるが、その中でどのような副生成物が得られるかを判断することが重要な場合が多い。本研究では、これまでに開発してきた合成設計システムから得られる各候補反応経路が与える副生成物を予測することによって、候補反応経路の評価を行うシステムの開発を行うことが出来た。