反應設計與最佳化
化學反應設計與最佳化在有機合成研究中至關重要。透過改變反應參數 (催化劑、pH 值、溶劑、溫度或時間)，可以獲得特定的產出 (節省成本、純度、選擇性或產量)。在最佳化學反應時，進行實驗的合成工具必須具備彈性、精確性和可重複性。在設計化學反應時，重點在於從市場上可買到的起始材料建立通往目標分子的合成途徑。通常會採用「斷開方法」，將重點放在關鍵鍵鍵結的構建上。這個過程被分解成簡單的步驟，從目標分子開始倒退，而不是從起始材料開始向前。儘管許多化學家利用他們豐富的反應知識來製作這些合成路徑，但現在也有許多軟體工具，例如 SYNTHIA™ 等，可讓使用者輕鬆地依據搜尋標準分析已知和新分子的自訂路徑。
在反應最佳化過程中，可以採用幾種實驗方法。在試誤法或一次一個變數的方法中，除了一個變數之外，所有實驗輸入都保持不變，以記錄一定的輸出。進行一系列反應，直到確定最佳值為止。
多參數或稱為 「實驗設計 」的方法，是同時從最低值到最高值改變各種因素，以便更有效率地找到最佳條件。不同的組合會在同一套實驗中執行。在低因子和高因子之間進行其他實驗，以確定本質變異性。數值可以用立方體表示，以說明因子與反應之間的關係。
在找到合成目標分子的可行合成途徑之後，還需要投入無數的時間來優化每個化學反應，使產品更好、更快或更有效率。利用化學反應設計最佳化可以更快速地取得科學突破。
圖 1.反應優化表
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