Was ist kombinatorische Synthese?
Die kombinatorische Synthese ist eine Technik, mit der Chemiker eine große Anzahl verwandter oder ähnlicher chemischer Verbindungen herstellen, um sie zu vergleichen. Durch die Zusammenstellung von Daten zu einer solchen Gruppe von Verbindungen, die als kombinatorische Bibliothek bezeichnet wird, kann ein Chemiker diese Daten dann verwenden, um bestimmte Verbindungen für die weitere Forschung auszuwählen. Ein Großteil dieser Art von Arbeit wird virtuell mit einer ausgeklügelten Software ausgeführt, die es Chemikern ermöglicht, schnell Informationen über jede mögliche Verbindung zu sammeln, die mit einer gewünschten Basis oder einem Satz von Komponenten oder Molekülen hergestellt werden kann. Vielversprechende Verbindungen können dann ausgewählt und synthetisiert werden, um sie im Labor zu testen.
Fortschritte in der Computertechnologie haben die kombinatorischen Synthesetechniken erheblich verbessert und es Chemikern ermöglicht, schnell kombinatorische Bibliotheken mit sehr vielen ähnlichen, aber unterschiedlichen Verbindungen zu erstellen. Einige Datenbanken dieses Typs können Millionen verschiedener Verbindungen enthalten. Die Idee der kombinatorischen Synthese wurde erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt, wurde jedoch in den 1990er Jahren mit der raschen Weiterentwicklung der den Forschern zur Verfügung stehenden Rechenleistung zu einem weit verbreiteten Werkzeug.
Pharmaunternehmen sind einer der Hauptnutzer dieser Technik, mit der potenziell nützliche Arzneimittel schneller als bisher für die frühesten Testphasen entdeckt und ausgewählt werden können. Mit ausgefeilter Software können Forscher ganze Familien von Verbindungen in Sekundenschnelle virtuell synthetisieren, was sonst Jahre in Anspruch nehmen würde, wenn sie im Labor durchgeführt würden. Diese Software kann ihnen auch dabei helfen, bestimmte Verbindungen für weitere Tests und zur Synthese unter realen Bedingungen auszuwählen. Auf diese Weise können viele neue Medikamente entwickelt und schneller zur Anwendung gebracht werden, als dies sonst möglich wäre.
Andere Bereiche der Chemie können ebenfalls die Prinzipien der kombinatorischen Synthese anwenden. Forscher in vielen akademischen und industriellen Bereichen verwenden diese Technik. Das Verfahren kann zur Entwicklung neuer Polymere, Erdölprodukte und Insektizide verwendet werden. Forscher der University of Berkeley in Kalifornien haben mithilfe der kombinatorischen Synthese eine ganze Familie von Metallverbindungen entwickelt, die als magnetoreaktive Verbindungen bezeichnet werden. Diese Verbindungen haben die Eigenschaft, die Leitfähigkeit zu variieren, wenn sie bestimmten Magnetfeldern ausgesetzt werden.
Diese Technik ist noch relativ neu und wird zweifellos die Forschung in einer Reihe von Bereichen des 21. Jahrhunderts erheblich ankurbeln. Nahezu jedes Gebiet, das in irgendeiner Weise auf Chemie beruht, um neue Verbindungen zu entwickeln, kann von der kombinatorischen Synthese profitieren. Ein Chemiker oder Forscher kann mithilfe von Software Verbindungen mit den gewünschten Eigenschaften oder Eigenschaften in einem Bruchteil der Zeit finden, die erforderlich ist, um dieselbe Forschung mit anderen Methoden durchzuführen.