Die kombinatorische Synthese ist eine Technik, die von Chemikern verwendet wird, um eine große Anzahl verwandter oder ähnlicher chemischer Verbindungen zu Vergleichszwecken herzustellen. Durch die Zusammenstellung von Daten zu einer solchen Gruppe von Verbindungen, die als kombinatorische Bibliothek bezeichnet wird, kann ein Chemiker diese Daten dann verwenden, um bestimmte Verbindungen für die weitere Forschung auszuwählen. Ein Großteil dieser Art von Arbeit wird virtuell durchgeführt, wobei ausgeklügelte Software verwendet wird, die es Chemikern ermöglicht, schnell Informationen über jede mögliche Verbindung zu sammeln, die mit einer gewünschten Base oder einem Satz von Komponenten oder Molekülen hergestellt werden kann. Vielversprechende Verbindungen können dann ausgewählt und zum Testen im Labor synthetisiert werden.
Fortschritte in der Computertechnologie haben die kombinatorischen Synthesetechniken stark weiterentwickelt und es Chemikern ermöglicht, schnell kombinatorische Bibliotheken mit sehr vielen ähnlichen, aber unterschiedlichen Verbindungen zu erstellen. Einige Datenbanken dieser Art können Millionen verschiedener Verbindungen enthalten. Die Idee der kombinatorischen Synthese wurde erstmals in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt, wurde aber in den 1990er Jahren mit der schnellen Weiterentwicklung der den Forschern zur Verfügung stehenden Rechenleistung zu einem weit verbreiteten Werkzeug.
Pharmaunternehmen sind einer der Hauptanwender dieser Technik, die es ermöglicht, potenziell nützliche Medikamente viel schneller als bisher möglich zu entdecken und für die frühesten Testphasen auszuwählen. Mithilfe ausgeklügelter Software sind Forscher in der Lage, ganze Familien von Verbindungen in Sekunden virtuell zu synthetisieren, was sonst Jahre dauern würde, wenn sie im Labor durchgeführt würden. Diese Software kann ihnen auch helfen, bestimmte Verbindungen für weitere Tests und für die Synthese unter realen Bedingungen auszuwählen. Auf diese Weise können viele neue Medikamente viel schneller entwickelt und zur Anwendung gebracht werden, als dies sonst möglich wäre.
Auch andere Gebiete der Chemie können die Prinzipien der kombinatorischen Synthese anwenden. Forscher in vielen akademischen und industriellen Bereichen verwenden diese Technik. Das Verfahren kann zur Entwicklung neuer Polymere, Erdölprodukte und Insektizide verwendet werden. Forscher der University of Berkeley in Kalifornien haben mithilfe der kombinatorischen Synthese eine ganze Familie metallischer Verbindungen entwickelt, die als magnetoreaktive Verbindungen bezeichnet werden. Diese Verbindungen haben die Eigenschaft, dass sie bei bestimmten Magnetfeldern unterschiedlich leitfähig sind.
Diese Technik ist noch relativ neu und wird der Forschung im 21. Nahezu jedes Gebiet, das bei der Entwicklung neuer Verbindungen in irgendeiner Weise auf Chemie angewiesen ist, kann von der kombinatorischen Synthese profitieren. Ein Chemiker oder Forscher kann Software verwenden, um Verbindungen mit den gewünschten Eigenschaften oder Eigenschaften in einem Bruchteil der Zeit zu finden, die erforderlich ist, um dieselbe Forschung mit anderen Methoden durchzuführen.