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Repräsentation chemischer Reaktionen

Einführung

Zu den bedeutendsten Zielen der Chemoinformatik gehört es, den Chemikern Zugang zu Reaktions-Informationen zu ermöglichen, aus chemischen Reaktionen Wissen abzuleiten, den Reaktionsweg und das -ergebnis vorherzusagen und sie bei der Planung von Synthesen zu unterstützen. Insbesondere müssen folgende Aufgaben bewältigt werden:

  • Speicherung und Wiederfinden (Retrieval) von Information zu chemischen Reaktionen
  • Vergleich und Analyse von Reaktionsdatensätzen
  • Klassifizierung von Reaktionen
  • Definition des Anwendungsbereiches eines Reaktionstyps
  • Entwicklung chemischer Reaktivitätsmodelle
  • Vorhersage des Reaktionsweges
  • Analyse von Reaktionsnetzwerken
  • Syntheseplanung

Um diese Aufgaben mit dem Computer erfüllen zu können, müssen zuerst die chemischen Reaktionsgleichungen codiert werden. Das Reaktionszentrum, also jene Baugruppe, die an der Reaktion unmittelbar beteiligt ist, ist dabei von besonderer Bedeutung. Es erlaubt insbesondere auch die Einteilung in unterschiedliche Reaktionstypen. Die Kenntnis von verschiedenen Effekten ist Grundlage für eine qualitative und quantitative Bestimmung der Reaktivität.

Die Reaktionsgleichung

Eine Reaktion wird von Chemikern normalerweise durch eine Reaktionsgleichung beschrieben. Diese enthält mindestens die Strukturen der Edukte und der Produkte. Zusätzlich können Informationen zu Reagenzien, Katalysatoren, Lösungsmittel, Temperatur, Reaktionsausbeute und stereochemischen Selektivität angegeben sein.

Abb.1
Eine typische chemische Reaktionsgleichung
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