药物研制过程存在着大量的液–液均相有机反应,合适的反应溶剂能够大幅提高此类反应的反应速率与选择性,从而提高合成效率,提升药物质量。以2,4-二氯-5-硝基嘧啶与对氨基苯腈的芳香亲核反应(S_NAr)为研究对象,采用计算机辅助分子设计(computer-aided molecular design, CAMD)的方法进行反应溶剂设计。首先使用量子力学(quantum mechanics, QM)计算的方法获得少量溶剂中的反应速率常数并通过反应动力学模型与溶剂性质关联,然后构建同时考虑选择性和反应速率常数的混合整数非线性规划(mixed-integer nonlinear programming, MINLP)的多目标优化模型,最后采用分解式算法对模型优化求解,实现制药反应溶剂设计的目标。

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