如何制作一个Python有机化学逆合成生成器？
我正在通过编写一个简单的程序来学习Python，这个程序可以生成有机化学学生在考试中常见的一种练习题：逆合成问题。
如果你不太了解这种问题：学生会被给出一系列化学反应的初始物质和最终物质，然后需要确定为了得到最终产品，对初始反应物进行了哪些试剂和反应。
有时候，你只会得到最终产品，然后被要求列出合成所需的反应，通常会给出一些条件（比如只能从一个含有5个碳的化合物开始，或者只能使用醇等）。
到目前为止，我做了一些研究，觉得使用RDkit和Python是个不错的起点。我的计划是使用SMILE格式来读取分子（因为我可以像处理字符串一样操作它），然后为每个反应定义函数，最后我需要一个化学物质的数据库，程序可以从中随机选择物质（作为问题中的初始和最终物质）。程序会从数据库中随机选择一个物质，对其进行一系列反应（用户指定3到5个），然后显示最终产品。用户自己解决这个问题，程序再展示它所采取的路径（使用中间体的图像并打印出获得它们所用的试剂）。听起来简单，原则上是这样。
但是一旦我开始实际编写这些函数，就遇到了一些问题。首先，为每一个反应写一个函数非常繁琐；其次，虽然SMILE几乎可以处理所有分子复杂性（立体化学、几何等），但某些分子有多种形式，我在保持反应特定性上遇到了麻烦。第三，我使用“替换”方法来操作SMILE字符串，这在我想要让某些区域特异性反应变得通用时会出问题。
举个例子：Sn2反应与初级卤代烷反应良好，但与三级卤代烷反应就不好（因为空间位阻），我该如何为这个反应创建一个函数呢？
还有一个问题，我希望反应能根据各自的试剂进行标记，因此我给函数命名时使用了所用的试剂。但当有些试剂可以有很多不同形式时（比如Grignard试剂），这就变得麻烦了。
我觉得有更好、更不重复和繁琐的方法来处理这个问题。希望能得到一些指引。
2 个回答
如果你能找一些免费的，或者如果可能的话，找一些商业软件（用Python写的），来解决相同或相似的问题，那会很有帮助。你可以学习它的功能、解决问题的方法，尽量获取它的源代码。我发现这样做在很多方面都很有帮助。