有机化学反应中可用的种类广泛，并提供了大量加速开发新化学品的合成方法，目前不对称合成领域是比较年轻的领域，并且目前计算化学方法开始逐渐开始得以应用。但是目前的技术通常需要非常专业的计算专业能力因此无法在合成化学中充分利用。因此，麦吉尔大学Nicolas Moitessier等报道了一种计算平台，实现通过几步非常简单的操作，在实验室内在实施前对非对称反应的可能性进行探索。该方法中对包括逐步设计、从分子库中筛选、命中目标分子优化、底物可能性评价多种过程，并在几个小时内实现对反应的非对映选择性得到预测，并实现了可与实际实验中比拟的实验效果。该不对称反应评价系统ACE（Asymmetric Catalyst Evaluation）能实现精确度低于~1 kcal mol^-1的预测效果，并且有助于帮助化学家对不对称反应进行设计和探索，Q2MM系统能够用于获取反应过渡态中的力场（TSFF，TS force field）。该模拟系统含有对基态反应物分子、过渡态结构、反应对映选择性等部分的优化。

该程序对学术研究者免费，下载链接：https://www.molecularforecaster.com/

本文要点

（1）

作者对四种不同的应用场景进行模拟，并考察了其和实际反应中的相符性。分别对Diels-Alder反应中的有机催化剂进行筛选，具体对α,β-不饱和羰基化合物和环戊二烯在二级有机胺中的反应进行考察；分别对Shi环氧化反应、有机催化剂催化的Diels-Alder反应进行考察，通过对有机胺分子数据库中的140000种手性胺分子的反应活性进行考察，并获得较大可能性的手性有机催化剂种类；对给定反应的有机催化剂筛选能力进行考察；对给定催化剂的反应中可能的底物兼容性进行考察，具体对(DHQD)₂PHAL催化的双羟基化反应底物兼容性进行考察。

（2）

这种催化反应计算系统展现了操作方便的特点，具有较高的定制操作性，并且可以在普通的电脑上运行，可能用于药物分子的对接模拟测试。有助于化学工作者设计和合成新型催化剂，能够在数个小时非常短的时间内得到非常有用的结论。

参考文献

Mihai Burai Patrascu, Joshua Pottel, Sharon Pinus, Michelle Bezanson, Per-Ola Norrby & Nicolas Moitessier*

From desktop to benchtop with automated computational workflows for computer-aided design in asymmetric catalysis, Nature Catalysis 2020

DOI：10.1038/s41929-020-0468-3

https://www.nature.com/articles/s41929-020-0468-3