斯科尔科沃科学技术研究所
图1
将平面上的化学反应表示为点，便于直观分组
作者:米哈伊尔·安德洛诺夫等
/ACS欧米茄 来自斯柯达、莫斯科国立大学和天狼星科技大学的研究人员提出了一种新的化学反应可视化方法，以帮助科学家了解全球化学反应空间，并提出合成工业中使用的有机化合物的方法
据ACS Omega报道，这种基于神经网络的方法将化学反应投射到2D平面上，形成点，将相似的化学反应组合在一起
化学家们一直在寻找合成有用有机化合物的新方法
这些物质包括药物和杀虫剂中的活性成分、燃料添加剂和其他重要的工业物质:有机发光二极管、染料和颜料等
由于合成有机化合物的方法很多，药物化学家必须深入研究大型反应数据库
即使对于一种简单的化合物，人们也能找到数百种已知的合成方法
仅使用人类感知来分析如此大量的数据是具有挑战性的
“通过分析一个典型的数据库搜索输出，化学家可以将类似类型的反应组合在一起，从而对化合物的合成前景有所了解，但这需要一种公认的化学直觉，而且这也可能是主观的，”斯科尔蒂奇的谢尔盖·索斯宁说
为了简化这一过程并使其更加一致，研究人员设计了一种方法来捕捉化学反应的“本质”，并将它们绘制在图表上以便于分析
“看图片比看一长串反应更方便
我们根据反应物和产物来设想反应，”索斯宁补充道
所提出的方法将分子转换成数字表示(位向量)
然后，该算法通过从产物的向量中减去试剂的向量来提取反应的本质
索斯宁解释说:“在某种程度上，产生的载体代表反应中发生的任何变化，无论涉及哪些特定的化合物。”
“这就是为什么它如此有力和纯粹地代表了一种反应
" 反应向量的问题在于它们本身是不可理解的——除非你擅长于1024维的思考
研究人员评论道:“我们使用一种被称为参数化t分布随机邻域嵌入的方法，将这些人类无法直接理解的向量可视化。”
“神经网络将每个多维向量投影到平面上一个点的坐标上
" 给定这张图表，化学家可以识别典型的反应类型，例如图1中编号为1到3的钻石表示的簇
假设有人对合成抗艾滋病毒/艾滋病药物达鲁纳韦(紫色圆圈)或哮喘药物孟鲁司特(灰色圆圈)感兴趣
可视化提供了关于哪些反应类型主要用于该目的的见解，这些反应类型似乎没有被充分利用——或者可能根本没有被利用——尽管研究人员可能有相反的假设
团队强调可视化的客观本质
这有点像只根据DNA对动物进行分类，而从来没有看过它们一眼
例如，你可能会发现，令人惊讶的是，与其他猛禽相比，猎鹰与鹦鹉的关系更为密切
有了化学反应，错误的直觉也会对我们玩类似的把戏
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