SYNTHIA

SYNTHIA™ 逆合成軟體（前身為 Chematica）是由有機化學家與計算機科學家歷經 21 年開發的 SaaS 雲端平台，運用超過 110,000 條基於已驗證化學轉化的專家編碼規則，結合混合式搜索策略（專家規則 + 機器學習 + 量子化學），能夠快速掃描數百種合成途徑，為有機化學家設計從 12,000,000+ 商用起始原料到複雜目標分子的最佳路線。SYNTHIA™ 提供無偏見、客觀的電腦輔助方法，直接連結市售起始原料與價格資訊，並可與 AIDDISON™ AI 藥物發現平台整合，實現從分子設計到合成規劃的一站式工作流程。

逆合成搜索視覺化

逆合成搜索過程中產生的反應網絡。左側為搜索早期（15 次迭代，約 20 秒，456 個節點），右側為搜索後期（123 次迭代，<2 分鐘，5300 個節點）

從合成網絡中選擇低成本且化學多樣化路徑的各階段 — 自下而上成本計算與多樣性確保

核心功能

逆合成路線搜索

自動化與人工逆合成分析兩種模式。探索 50+ 條合成路徑，每個步驟附有反應條件和參考文獻，透過互動式白板與同事共同設計合成方案

多目標分析 — Shared Path Library

同時為最多 20 個目標分子規劃合成路徑，找出化合物之間的共同路徑，優化共享中間體的使用

多樣性文庫（Diversity Library）

從核心結構建立最多 384 個多樣性類似物，透過選擇要替換的起始原料來創建多樣性點，評估哪些類似物可從給定路徑輕鬆獲取

綠色化學

構建塊標示永續性資訊，可自訂搜索參數避免有害試劑，依據 EPA 更安全化學成分標籤尋找更綠色的替代方案

自動化合成整合

與 Synple 自動化合成器整合，將逆合成路線設計與實際自動化化學反應串接，實現 24/7 無人值守的合成流程

與 AIDDISON 整合

最佳分子設計可從 AIDDISON AI 藥物發現平台直接發送至 SYNTHIA，評估可合成性並找出所需試劑，橋接虛擬設計與實際製造

簡化路線設計

快速掃描數百種合成途徑，自動篩選並呈現最佳選項，大幅簡化複雜分子的路線規劃流程

節省時間、降低成本

探索最具成本效益的合成路徑，減少實驗試錯次數，加速從設計到實驗室驗證的整體流程

滿足專案需求

自訂搜尋參數以符合特定專案要求，包括排除特定試劑、限制反應步驟數、指定起始原料等條件

產生新想法與智慧財產

探索獨特且創新的合成路徑，發現傳統方法難以發現的新穎路線，為研發團隊開拓全新的智慧財產空間

快速建立購物清單

自動產生市售合成起始材料清單，直接連結至 12,000,000+ 種商業可得化合物，快速進入採購與實驗階段

合成路線範例

三芳基胺（triarylamine）的多條低成本且化學多樣化合成路線，包括 Buchwald-Hartwig 胺化、Suzuki 偶聯等關鍵反應

Bayer Clofedanol（克洛非達醇）的多條合成路線 — 從超過 12,000 個節點的解空間中快速篩選低成本方案

Amgen AMG641 鈣感受器調節劑的合成路線 — 結構更複雜的藥物分子案例

產品版本比較

功能	Enterprise	Lab	API
逆合成搜索	支援	支援	支援
自動化分析	支援	支援	支援
人工分析	支援	支援	--
Shared Path Library	支援	--	--
Diversity Library	支援	--	--
綠色化學	支援	支援	--
自動化合成整合	支援	--	--
Full Retro API	--	--	支援
SAS API	--	--	支援
適用對象	企業、藥廠	學術、非營利	開發者、整合

技術規格

項目	規格
平台類型	SaaS（軟體即服務）
部署方式	雲端 Web 平台
反應規則數	110,000+ 條手動編碼規則
商用起始原料	12,000,000+ 種化合物
多樣性文庫上限	384 個類似物
多目標分析上限	20 個目標分子
輸出路徑數	50+ 條合成路徑
演算法類型	混合式（專家規則 + 機器學習 + 量子化學）
開發歷程	21 年（前身為 Chematica）
發布者	Merck KGaA, Darmstadt, Germany

應用領域

製藥業

加速藥物候選分子的合成路線設計，從先導化合物鑑定到臨床前製程優化。

生物技術

Standigm 使用 SYNTHIA 加速藥物設計，首輪新分子生成時間從 6 個月縮短至約 2 個月。

精細化學品

優化商業化分子的合成路線，降低生產成本。

農藥化學

優化反應步驟、減少有害試劑、提高產率，實現經濟且永續的生產策略。

學術界

SYNTHIA Lab 專為學術機構與非營利研究團隊設計，用於教學與研究中的逆合成規劃。

委託研究機構（CRO）

為委託合成項目快速評估合成可行性與成本。

驗證成果

案例	結果	來源
8 個目標分子全合成驗證	8/8 成功合成，多數路線優於已發表方法	Chem, 2018
Standigm 韓國 AI 生技	計算化學家審核分子數增加 40%；可合成分子比例提高 16%	Chemistry World Webinar
JW Pharmaceutical	化合物製備成本降低約 60%	Korea Biomed
IM-204 螺旋酶-引子酶抑制劑	總產率 8%→35%；構建塊成本降低 300 倍	JACS Au, 2024
COVID-19 抗病毒藥物供應鏈	為 12 種藥物找到並驗證替代合成路線	Nature Communications, 2021