新型计算机辅助化学合成方法有望缩短研发时间和成本，加速新型化学反应开发
北海道大学科学家根据量子化学计算预测的反应路径，成功合成了一种α-二氟甘氨酸衍生物，这是一种α-氨基酸。这种将实验化学和计算化学相结合的新方法，可以创新开发新的化学反应。
α-氨基酸除了是人体内肽和蛋白质的基本成分外，还是我们日常生活中必不可少的物质。它们被用于营养补充剂、食品添加剂和许多其他产品。天然的α-氨基酸可以通过传统的发酵过程廉价合成，但非天然α-氨基酸通常可以通过化学合成来制造，这可以为肽和蛋白质增加新特性。
科学家重点研究了α-二氟甘氨酸的化学合成，这是一种非天然的含氟α-氨基酸，可以提高分子的代谢稳定性和生物活性。然而，该氨基酸的有效合成方法一直难以实现。
在传统有机合成的基础上设计新的反应，需要在实验中进行大量的试验试错，需要化学专家的见解。因此，开发一个创新反应需要花费大量时间和金钱。
为了克服这一问题，该研究采用了人工力诱导反应（AFIR）方法的核心技术。人工力诱导反应法是一种应用虚拟分子间或分子内力进行系统性化学反应路径搜索的计算方法。课题组应用AFIR方法进行所谓的逆向合成分析，即利用量子化学计算找到所需产物的分解路径，然后再反向提出合成途径。
他们寻找α,α-二氟甘氨酸的分解途径，并选择了包括三个基本的简单化合物–胺、二氟碳烯和二氧化碳一组。该研究计算预测这三种化合物能够以99.99%的产率生产目标化合物。
在对各种反应条件进行了微调后，实验化学家们以80%的收率成功合成了α，α-二氟甘氨酸衍生物。该研究小组先是没能得到目标产物，但由于计算预测非常具体，他们还是有信心合成成功。这鼓励他们继续前进。该研究小组只用了两个月就实现了合成，这比一般的开发过程要快得多，节省了大量的研究时间，因为计算机可以预测合成目标化合物及其化学收率的可行性。
AFIR方法在进行下一代有机合成方面具有重要作用，该研究方法未来或能应用于有效生产精细化学品、功能材料和发现新药。该小组正在建立通过AFIR方法发现途径制作成数据库，并希望与信息科学家一起利用该数据库加速新型化学反应的开发。
