Die computerunterstützte Lösung chemischer Probleme eine neue Disziplin der Chemie

Die 25 jährige Entstehungsgeschichte und der gegenwärtige Entwicklungsstand der Computerchemie, der computerunterstützten Lösung chemischer Probleme, ist Gegenstand dieser Übersicht. Anfänglich war die Computerchemie auf die Strukturermittlung anhand spektroskopischer Daten und auf die auf Reaktionsdateien basierende Syntheseplanung für eine relativ enge Auswahl von Verbindungsklassen beschränkt, während nun Computerprogramme für die Lösung einer großen Vielfalt chemischer Probleme verfügbar sind oder entwickelt werden. Früher war man froh, mit Computerunterstützung überhaupt Lösungen chemischer Probleme zu erhalten. heute ist die effiziente, transparente und möglichst willkürfreie Auswahl sinnvoller Lösungen aus der großen Menge nunmehr beliebig generierbarer potentieller Problemlösungen gefragt. Zwei Aspekte der Chemie, die konstitutive Chemie und die Stereochemie, hängen zwar zusammen, erfordern aber doch recht unterschiedliche Betrachtungsweisen. Vor rund zwanzig Jahren wurde deshalb ein zweiteiliges algebraisches Modell der logischen Struktur der Chemie vorgestellt, die konstitutionsbezogene Algebra der be‐ und r‐Matrizen und die stereo‐chemiebezogene Theorie der chemischen Identitätsgruppe. Neue chemische Konzepte, Definitionen und Betrachtungsweisen sowie die direkte mathematische Repräsentation chemischer Prozesse kennzeichnen dieses Logikmodell. Es ermöglicht die Implementierung formaler Reaktionsgeneratoren, die ohne detaillierte empirische chemische Informationen die denkbaren Lösungen chemischer Probleme, einschließlich der präzedenzlosen, erzeugen können. Auch neue formale Selektionsverfahren für computergenerierte chemische Informationen, die zweckmäßig mit interaktiven Auswahlmethoden kombiniert werden, ermöglicht dieses Modell. Schwerpunkt dieser Übersicht ist das Münchner Projekt, das sowohl die Weiterentwicklung und Erweiterung des mathematischen Modells der logischen Struktur der Chemie und die Implementierung darauf basierender Computerprogramme als auch die experimentelle Realisierung der mit diesen Computerprogrammen generierten Vorschläge umfaßt. Es wird eine Übersicht über neue Reagentien, Reaktionen und Reaktionsmechanismen gegeben, die mit den inzwischen bei uns verfügbaren interaktiven PC‐Programmen IGOR und RAIN gefunden wurden.